CN1906239A - 涂覆纤维结节和绝缘产品 - Google Patents

Abstract

适用于形成绝缘产品的涂覆纤维结节，它包括由无机纤维形成的纤维结节，其中大部分纤维结节其最大尺寸大约为0.5英寸，并且其中纤维结节涂覆有包括水和水溶性粘接剂的溶液。还提供了一种由涂覆纤维结节形成的绝缘产品。

Description

涂覆纤维结节和绝缘产品

相关申请的交叉参考

本申请要求了2003年12月23日提交的美国临时申请No.60/532,743、2003年12月23日提交的美国临时申请No.60/532,880、2003年12月23日提交的美国临时申请No.60/532,881以及2003年12月23日提交的美国临时申请No.60/532,882的优先权权益。这些美国临时专利申请Nos.60/532,743、60/532,880、60/532,881和60/532,882的全部内容在这里被引用作为参考。

技术领域本发明涉及一种适用于形成绝缘产品的涂覆纤维结节和一种由涂覆纤维结节形成的绝缘产品。

背景技术

可以将松散填充纤维绝缘材料泵入或者吹入到建筑物例如住宅的阁楼、墙壁或墙壁空腔中。可以将各种材料加入到纤维绝缘材料中以降低沉淀物和静电放电，以及减少在安装期间形成的灰尘量。在美国专利Nos.4,710,480、4,804,695、5,641,368和5,952,418中描述了用松散填充纤维绝缘材料形成绝缘产品的传统系统和/或使用液态粘接剂分散体或水来激活粉末粘接剂。

用松散填充绝缘材料形成绝缘产品的传统系统通常存在有各种各样的缺点。例如，传统系统往往会出现粘接剂喷嘴和/或从中喷吹松散填充绝缘材料的喷吹软管局部或完全堵塞。另外，传统系统通常采用了相对较高的含水量例如预安装绝缘材料干重的50％，以便能够在绝缘材料和基底之间实现正确的粘接。这种相对较高的含水量会造成与霉菌相关的问题例如在墙板的纸张饰面上的霉菌生长。另外，使所安装的具有相对较高含水量的绝缘产品干燥会需要较长的时间例如两天或多天。这种长期的干燥时间会减缓安装进程并且导致其整体效率不高。

使用喷涂纤维素松散填充绝缘材料的传统系统通常采用高含水量来确保绝缘材料在空腔中的粘性。例如，纤维素绝缘材料通常包含有其重量为该绝缘材料的30％至50％的水。该水分量与与每标准八英寸高墙壁空腔即由8英寸高、标准2×4英寸中心距为16英寸结构构件(实际为1.5英寸×3.5英寸)的结构限定的空腔的在安装绝缘材料中的大约2至3磅水对应。术语“中心距”指的是在结构构件的中央之间的距离。该水分量可以使得安装物在干躁气候区域例如Denver，Colorado中具有2至3天或更长的干燥时间。也就是说，壁板通常应该在2至3天或更长时间之后安装以降低霉菌生长的可能性。在更潮湿的区域例如Florida中，干燥时间通常明显更长。在将安装物安装在更深的空腔结构中时通常采用更长的干燥时间。

可以在加入水之前将干粉末粘接剂加入到纤维素安装材料中以降低用来使得纤维素能够粘附在墙壁空腔上的水量，如在美国专利No.4,773,960中所披露的一样。但是，安装物的含水量一旦在安装之后通常保持相对较高，例如大约为15％的水或更多。

另外，纤维素绝缘材料通常具有相对较高的水分存储能力，这会延长纤维素绝缘材料的干燥时间。给出了纤维素松散填充绝缘材料的规范的ASTM C739允许吸水率高达15％。给出了无机纤维松散填充材料的规范的ASTM C764允许只有高达5％的吸水率。

另外，由于纤维素材料的内在密度和热特性，所以难以用松散填充纤维素材料形成具有合格R值的绝缘产品。

在采用其预定含水量小于在纤维素绝缘中所采用的含水量的绝缘材料的传统系统中，绝缘材料通常不能充分粘附在墙壁空腔的特定普通衬垫上，从而造成塌陷和生产率降低。

用于将松散填充绝缘材料安装到垂直墙壁空腔中的其它系统采用了紧固部件例如网织品或纸板挡板来在喷吹期间保持松散填充绝缘材料。安装约束部件通常需要额外的劳动，例如额外的工作日，并且会明显增加安装绝缘材料的成本。

发明内容

根据一个方面，提供了适用于形成绝缘产品的涂覆纤维结节，它包括由无机纤维形成的纤维结节，其中大部分纤维结节其最大尺寸大约为1/2英寸，并且其中这些纤维结节涂覆有包括水和水溶性粘接剂的溶液。

具体实施方式

可以通过在其上要形成绝缘材料的基底处推动涂覆有粘接剂溶液的纤维结节来形成结节绝缘产品。涂覆结节可以粘附在基底表面上并且粘附在其它结节上以形成安装好的绝缘产品。结节纤维绝缘材料可以用来提供隔热和/或隔音，并且能够形成为符合各种现有的以及新提出来的建筑规范要求。

在示例性实施方案中，使用纤维结节能够使得刚刚安装好的绝缘材料能够抵抗滑塌和/或塌陷。这反过来能在绝缘材料充分干燥之后导致形成具有更高结构强度的绝缘产品。如在这里所使用的一样，术语“刚刚安装好的”指的是在绝缘产品安装好一个小时内的时间。例如，绝缘材料通常能够在一个小时内更优选在半小时内变得充分干燥，从而能够确定绝缘产品试样的性能。例如，在一个实施方案中，绝缘材料在半小时之后可以具有大约5％至20％的含水量。这个时间段可以取决于例如温度、湿度和周围材料的渗透性、最初存在的水量和/或在绝缘材料周围的气流。虽然有时绝缘材料会需要半小时时间充分干燥以便测量，但是在一些情况中它会需要相对较短的时间例如10分钟。

使用纤维结节会导致这样一种绝缘产品，它具有良好绝缘性能、良好气流阻力、相对较低密度、相对较低水分以利于干燥和/或相对较快安装时间。例如，所得到的结节纤维绝缘材料会具有较低的吸水能力，这足以降低干燥时间和霉菌生长。该结节纤维绝缘材料在相对较低密度下还会具有相对较高的绝缘性能，从而使得在标准墙壁空腔深度中可以具有各种R值(耐热值)。

可以在那里推动纤维结节的基底可以包括绝缘产品能够形成在其上的任意材料。例如，基底可以包括至少一个表面并且优选包括成预定角度取向的多个表面。在示例性实施方案中，基底可以包括在居住或商用建筑中的墙壁、地板或天花板空腔的至少一个表面。在一优选实施方案中，基底可以包括至少由两个结构构件(例如梁、壁柱等)限定的墙壁空腔的一表面和一后内墙表面。这些结构构件可以由任意合适的材料例如木头和/或金属例如钢形成。后内墙表面可以由任意合适的材料例如定向刨花板形成。这些结构构件可以具有任意合适的尺寸，例如标准2×4英寸，或者标准2×6英寸，并且可以大约8英寸长或更长。在这些结构构件之间的间隔可以大约为中心距16英寸或更宽，优选中心距为大约16或大约24英寸。在一示例性实施方案中，基底可以包括一标准墙壁空腔。如在这里所使用的一样，术语“标准墙壁空腔”指的是由标准2×4英寸壁柱形成的8英尺高并且中心距为16英寸的空腔。

结节纤维绝缘材料可以至少由用粘接剂粘接在一起的纤维结节形成。这些纤维结节可以具有任意形状例如大体上随机的形状，并且通常可以为具有一个或多个半径的球形。纤维结节其尺寸可以相对较小，并且优选的是这些结节其尺寸可以小于在传统系统中所使用的绝缘材料的相对较大尺寸的结团。由于使用了尺寸相对较小的结节，所以这些结节其数量可以大于在传统系统中所使用的尺寸相对较大的结团。例如，这些纤维结节的最大尺寸可以大约为四分之三(3/4)英寸，优选大约为二分之一(1/2)英寸，更优选的是大约为四分之一(1/4)英寸。如在这里所使用的一样，术语结节的“最大尺寸”指的是这个结节的宽度、长度、厚度或直径中的最长尺寸。

这些结节的尺寸可以例如取决于所期望的隔热性能、所期望的R值和所安装的绝缘材料的密度、所要隔绝的空间的尺寸和形状和/或相关的建筑规范要求。在一示例性实施方案中，优选大约70％，更优选至少大约80％，并且最优选至少大约90％的大部分结节的最大尺寸可以大约为1/2英寸。在一优选实施方案中，优选大约70％，更优选至少大约80％，并且最优选至少大约90％的大部分结节的最大尺寸可以大约为1/4英寸。

结节纤维绝缘材料除了纤维结节之外还可以包含有比这些纤维结节更大的颗粒，这在下面被称为“结团”。优选的是，结节纤维绝缘材料基本上没有这些结团或者只有少量的结团。例如，这些结团会由于降低热性能、在绝缘材料中产生出孔隙、通过使其表面更不均匀而损害该绝缘材料的外观和/或由于在刮擦绝缘材料期间更容易被拉出而对绝缘材料的性能造成不利影响。因此，在一示例性实施方案中，绝缘材料可以按照其中导致从中减少或基本上去除结团的方式形成。

这些结节的尺寸可以通过任意合适的技术测量出，例如使用多个包括有各种筛眼尺寸的层叠分离筛来分离这些结节；在水平平面上展开结节采样并且用卷尺物理测量出在试样内的每个结节；采用各种气流阻力方法来使得结节尺寸与气流阻力读数相关联；和/或使用穿过试样的超声波能量测量来使声能与结节尺寸相关联。

传统尺寸相对较大的结团通常不能提供所期望的均匀性和美观表面外观以满足检测标准和/或规范，并且确保恒定的热性能。另外，使用这些结团会导致出现喷嘴堵塞的可能性相对较高，并且还会妨碍用粘接剂溶液充分润湿。

虽然不希望受到任何特定理论约束，但是认为尺寸相对较小的纤维结节与传统尺寸相对较大的结团相比能够提供各种优点。例如，纤维结节能够增大在所安装的绝缘材料和各种基底例如墙壁空腔表面之间的粘性。使用纤维结节还能够改善在这些结节自身之间的粘性。

使用纤维结节例如能够降低或防止出现用来在施加绝缘材料期间从中喷吹结节的喷嘴和/或软管堵塞。通过降低或避免出现这种堵塞，可以减少所需的清洁量，和/或能够提高施加绝缘材料的速率。例如，从喷吹机中射出的干结节的流速可以大约为10至大约50lbs/分钟，更优选大约为20至大约30lbs/分钟。用绝缘产品填充空腔所需的时间可以至少取决于空腔体积。例如，充满标准墙壁空腔所需的时间可以为大约5至30秒，例如长达大约20至大约30秒，或者短至大约5至大约15秒。如在这里所使用的一样，术语“标准墙壁空腔”指的是由8英寸高并且中心距为16英寸的标准2×4英寸结构构件形成的空腔。结节的相对较小尺寸可以改善由粘接剂溶液对它的润湿。由结节形成的绝缘材料可以具有良好的声热性能以及美观的表面外观。使用结节还能够改善绝缘材料的R值的恒定性。

在一示例性实施方案中，由纤维结节形成的绝缘材料由于使用了尺寸相对更小的结节所以会具有更少的间隙、孔隙和/或由结节形成的桥部。减少在所安装的产品中的间隙、孔隙和/或桥部数量可以使对流热交换最小。使用结节还能够导致填充空腔的结构表面中的均匀性增大。

例如，尺寸相对较小的结节可以使得能够在建筑物空腔例如接线盒、布线和管道中的阻挡物周围填充，由此提供了基本上均匀并且基本上无孔隙的填充。另外，尺寸相对较小的结节能够使得安装者在从空腔结构表面中去除多余材料之后使在绝缘产品中保持相当好的表面平坦度和均匀度。另外，纤维结节能够形成在结构上更加均匀的绝缘产品，例如在结构上基本上均匀的产品。

使用尺寸相对较小并且轻型的纤维结节能够使得绝缘材料具有相对较低的密度同时仍然保持合格的热阻率或R值。如在这里所使用的一样，术语“R值”指的是热阻率乘以所安装的绝缘材料的厚度。例如，绝缘材料在所安装的密度大约为0.8至1.0lbs/英尺³(PCF)的情况下其热阻率大约为3.4至大约4.0小时-英尺²-/(Btu-inch)。这对应于在标准2×4英寸空腔(实际空腔深度为3.5英寸)中的大约12至大约14小时-英尺²-/Btu的R值。可选的是，绝缘材料在所安装的密度大约为1.5至1.8lbs/英尺³的情况下其热阻率大约为4.0至大约4.6小时-英尺²-(Btu-inch)。这对应于在标准2×4英寸空腔(实际空腔深度为3.5英寸)中的大约14至大约16小时-英尺²-/Btu的R值。保持相对较低的密度可以使得该绝缘材料在使用廉价纤维素材料和其它类似材料的情况下在价格上有竞争力。绝缘材料的低密度也能有利于减少干燥时间。

纤维结节可以包含添加剂例如抗静电剂、除尘油、防水剂例如硅酮、杀虫剂、杀菌剂和/或阻燃剂。在传统系统中，已经发现使用防水剂例如硅酮需要使用额外量的粘接剂。使用在这里所述的纤维结节能够例如在无需使用过多粘接剂的情况下使用防水剂。杀菌剂例如包括可以从位于Tarrytown，New York的Ciba Specialty Chemicals，Inc以商标名Irgaguard F3000得到的苯并米唑2(4-噻唑基)。

纤维结节可以包括用能够提供例如绝缘和/或隔音的材料形成的无机纤维。例如，无机纤维可以由玻璃纤维、渣棉、矿渣棉、矿毛绝缘纤维、陶瓷纤维、碳纤维、复合纤维及其混合物形成。优选的是，无机纤维可以具有相对较小的直径，并且更优选的是可以至少由具有相对较小直径的玻璃纤维形成。

具有相对较小直径的无机纤维可以提供更好的红外辐射吸收度和分散能力，因为无机纤维与由更大纤维形成的纤维材料相比其单位质量表面比更高。另外，具有相对较小直径的无机纤维可以产生出较小的静态气穴，这些气穴能够降低固体材料通过这些纤维的传导率。

无机纤维可以具有任意适用于提供隔热和/或隔音的尺寸。例如，无机纤维其平均直径大约为3微米或更小，优选的是大约为2.5微米或更小，更优选大约为2微米或更小，更优选大约为1.5微米或更小，并且更优选大约为1微米或更小。在一示例性实施方案中，无机纤维可以具有相对较低的吸水率和吸附能力，例如优选小于大约5wt％的湿度增加。这种低吸水能力使得干燥更快，并且能够限制水分存储能力，这反过来能够抑制霉菌生长。

无机纤维可以包括添加剂以改善绝缘性能。一些研究已经表明，如果使对流最小，则红外线辐射占据流经纤维绝缘产品的热量的大约30至40％。在一示例性实施方案中，无机纤维可以包括反射、散射和/或吸收类型的红外线辐射阻隔剂。在一示例性实施方案中，红外线辐射阻隔剂可以例如包括至少大约8％的B₂O₃。

可以按照任意合适的方式包括例如将添加剂加入在玻璃化学品中、将添加剂作为涂层例如表面涂层施加在无机纤维上、将添加剂与无机纤维混合和/或将添加剂导入进粘接剂溶液中来将用于改善绝缘性能的这些添加剂加入到绝缘材料中。

可以通过加工包含有无机纤维的纤维原材料来形成纤维结节。在一示例性实施方案中，纤维原材料可以按照具有相对较大尺寸的物质或多个颗粒的形式提供，并且可以减小这些物质或颗粒的尺寸以形成纤维结节。

例如，纤维原材料可以按照任意适用于减小至相对较小尺寸的结节的形式提供。纤维原材料例如可以包括纤维毛毡例如纤维玻璃毛毡，其中玻璃纤维与固化树脂、原玻璃纤维毛毡或其组合物粘接在一起。另外的或者可选的，纤维原材料可以包含基本不含粘结剂的纯净喷吹玻璃棉。纤维原材料可以包含至少一种添加剂例如红外阻隔剂、防静电剂、硅酮、润滑油、抗菌剂、杀虫剂、除尘剂例如碳氢化合物、涂料或着色剂和/或填充剂颗粒。在将粘接剂溶液涂覆到纤维结节上之前，这些结节如在ASTM C764中所提出的烧失量测试测量的一样其有机物含量大约为0.1至10wt％，例如大约为2.0至10wt％。

可以使用任意合适的方法和设备来形成纤维结节。在一示例性实施方案中，用于形成结节的系统可以包括用于减小纤维原材料的尺寸以形成结节的设备以及具有多个用来基本上控制离开该系统的结节尺寸的具有规定尺寸的开口的排出筛网。

例如，可以使用锤磨机，它能够撕裂并且剪切纤维颗粒或纤维板，并且能够将这些颗粒辗成大体上不规则的球形或圆形结节。锤磨机可以将大部分颗粒保持在磨机中直到它们到达规定尺寸。在锤磨机中进行加工期间可以将添加剂加入到材料中，例如红外阻隔剂、抗静电剂、抗菌剂、杀虫剂、除尘剂、涂料和/或着色剂。可选的是，可以使用切片-切块设备，该设备能够将一片玻璃纤维绝缘材料切割或剪切成较小的颗粒，例如成为立方状颗粒。

排出筛网的多个开口的尺寸可以预先选择以形成所期望的结节尺寸。多个开口的尺寸例如取决于所使用的纤维原材料的类型以及加工结节的方式。在一示例性实施方案中，对于玻璃纤维材料而言，多个开口可以基本上为方形，并且其尺寸大约为1至3英寸以产生出其尺寸大约为1/8英寸至大约3/4英寸的颗粒。在一优选实施方案中，可以使用这样一种排出筛网，它包括2英寸×2英寸基本上方向开口或者2英寸直径基本上为圆形的开口的图案。这种排出筛网例如可以生产出包括其最大尺寸为1/4英寸的结节的颗粒。

可以将粘接剂溶液涂覆在结节上，这使得结节能够粘附在在那里推动结节的基底上。粘接剂溶液还可以使得结节一起附着以在基底上和/或基底上方形成绝缘产品。粘接剂溶液例如可以包括水溶性粘接剂和水。粘接剂溶液可以提供作为预混合溶液，或者可以通过将水和粘接剂材料加入到容器中并且任选搅拌所得到的混合物来生产出粘接剂溶液。粘接剂材料能够以浓缩溶液或粉末形式提供。在使用粉末粘接剂材料的情况中，可以将该混合物搅拌更长时间以确保这些材料的正确混合。可以任选将该混合物加热至至少室温。

用来形成粘接剂溶液的粘接剂可以包括使得结节能够基本上粘附在基底表面以及其它结节上的任意材料，并且例如可以包括树脂固体。优选的是，粘接剂可以提供足够的粘性以降低或防止所安装的绝缘材料沉降、塌陷或滑塌。粘接剂可以包括可溶于液体的粘接剂，优选为水溶性粘接剂。例如，粘接剂可以包括水溶性聚合物、树脂或齐聚物，例如水溶性部分水解聚酯齐聚物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或其混合物。在一示例性实施方案中，粘接剂可以包括部分水解聚酯齐聚物例如可以从位于Greenville，South Carolina的SovereignSpecialty Chemicals买到的S-14063和/或SA-3915。S-14063树脂包含23％至36％的固体，并且能够以大约0.5∶1至大约2∶1优选大约为1∶1的水-粘接剂比与水混合。SA-3915粘接剂包含有10％至15％的固体，并且可以在没有进一步添加水的情况下使用。

粘接剂溶液任选可以包括至少一种添加剂例如防冻剂、粘性改性剂、杀虫剂、涂料。

粘接剂可以以使得结节能够基本上粘附在基底表面和其它结节上的量位于粘接剂溶液中。优选的是，粘接剂可以以提供足够的粘性以降低或防止所安装绝缘材料的沉降、塌陷或滑塌的量存在。例如，粘接剂可以根据粘接剂溶液的体积以大约10％至大约50％优选大约为10％至大约20％的量存在。

在绝缘材料的安装和干燥之后，粘接剂在干燥绝缘产品中存在的量在烘干基础上可以为其安装密度大约为0.8至1.0PCF的安装产品的小于约6wt％，优选为大约2wt％至大约6wt％，更优选为大约2wt％至大约4wt％，最优选大约为3wt％。如在这里所使用的一样，术语“烘干基础”和“烘干”指的是在基本上没有水分的情况下测量出的所述材料。另外，如在这里所使用的一样，术语“空气干燥基础”和“空气干燥”指的是在与大气条件均衡之后测量出的所述材料，在该情况中该材料可以包含一定量水分。

结节可以与粘接剂溶液接触以生产出涂覆结节。术语“涂覆结节”涵盖部分或基本上完全涂覆有粘接剂溶液的结节。粘接剂溶液可以位于涂覆结节的外部区域处，例如位于涂覆结节的表面处。在正在推动这些结节期间，这些结节可以与粘接剂溶液接触。例如，在从喷嘴喷射出结节期间或者在这之后但是在结节接触基底之前，这些结节可以与粘接剂溶液接触。

涂覆结节可以用来在墙壁空腔中形成绝缘产品。为了确保空腔完全填充，可以按照这样一种量来施加涂覆结节，从而绝缘材料从空腔中溢出。例如，所安装的绝缘产品可以延伸越过限定了空腔的框架表面。之后，例如可以去除、滚压和/或压缩多余绝缘材料以基本上使绝缘材料与限定了墙壁空腔的框架表面齐平。使绝缘材料平整可以使得壁板或其它面板安装成与框架表面基本上齐平。在一示例性实施方案中，在没有滚压或压缩绝缘材料的情况下可以去除多余绝缘材料。

用结节和粘接剂溶液形成的绝缘材料可以使用任意适用于将纤维绝缘材料施加到基底上的系统安装。例如，可以使用市售喷吹系统例如专门设计用于纤维素喷吹的系统来施加绝缘材料。

在一示例性实施方案中，可以将结节提供给喷吹机的料斗。喷吹机可以使这些结节与气体混合，并且将这种混合物作为迅速运动空气悬浮体从出口喷射出。一软管可以与出口连接并且将结节输送给其上将要形成绝缘材料的基底上。可以采用任意合适的软管，例如直径大约为2.5英寸至大约4英寸长约300英尺的软管。

软管可以具有安装在其一端上的喷嘴，通过它喷射出结节。可以设置手柄以帮助操作人员在施加结节期间保持并且瞄准喷嘴。喷嘴可以具有至少一个射流喷嘴梢，用于使粘接剂溶液在喷嘴的出口端附近优选在出口端处或前面与结节接触。在一示例性实施方案中，可以使用两个或三个横越运动悬浮结节流彼此相对的射流喷嘴梢。例如，可以使用的示例性射流喷嘴梢可以为从位于Wheaton，lllinois的SprayingSystems Co.得到的商标名为Unijet(25度或65度喷射)的产品。例如在美国专利Nos.5,614,368和5,921,055中描述了可以使用的其它示例性喷嘴。泵例如速度可调泵可以与装有粘接剂溶液的容器连接以在预定流速和压力下通过一根或多根柔性软管将粘接剂溶液提供给喷嘴的射流喷嘴梢。粘接剂溶液的流速和压力优选预先选择为能够用粘接剂溶液充分涂覆结节。

在基底上会形成多余量的绝缘材料，并且可以使用任意合适的装置来去除这些多余绝缘材料。例如，可以去除一定量的绝缘材料以使绝缘产品与限定了其中形成绝缘产品的空腔的结构构件基本上对准。使用尺寸相对较小的结节能够去除多余的材料，同时保持基本上平滑均匀的绝缘产品表面。

例如，可以使用包括旋转刷状装置的动力洗涤器来减少或去除多余绝缘材料。动力洗涤器可以跨过两个相邻的壁柱。动力洗涤器优选不使用水或其它液体。在传统的绝缘系统中，动力洗涤器的旋转动作会导致绝缘材料的损坏例如大块绝缘材料从空腔中撕开。在由当前方法形成的绝缘材料中使用动力洗涤器可以降低或避免出现大块绝缘材料从空腔中撕裂。这例如会是由于在结节之间的粘性更高，结节尺寸更小和/或在绝缘产品中的孔隙减少而导致的。

刚刚安装好的绝缘产品可以具有相对较低的含水量，这反过来会有助于减少干燥时间和/或降低霉菌生长的可能性。例如，在结节的干重基础上，涂覆结节其含水量小于大约25wt％，优选小于20wt％，更优选小于大约15wt％，更优选小于大约10wt％。例如，在结节的干重基础上，在刚刚安装好的绝缘材料中的水可以为大约10wt％至大约30wt％，优选为大约10wt％至大约20wt％。

在刚刚安装好的绝缘产品中的含水量可以小于每标准墙壁空腔的大约2.0lbs的水。例如，对于R值为13并且烘干密度大约为0.8至大约1.0PCF的安装绝缘产品而言，含水量可以在标准墙壁空腔中的水的小于大约0.75lbs，更优选小于大约0.50lbs，并且最优选小于大约0.25。可选的是，对于R值为15并且烘干密度大约为1.5至大约1.8PCF的安装绝缘产品而言，含水量可以在标准墙壁空腔中的水的小于大约2.0lbs，更优选小于大约1.5lbs，并且最优选小于大约0.50lbs。

虽然不希望受到任何特定理论的约束，但是申请人相信在标准墙壁空腔或其它单位体积中的水重量可以精确表示出使绝缘材料充分干燥所需的时间。例如，在标准墙壁空腔或其它单位体积中的水量可以比在绝缘材料中的水分百分比含量更加精确地表示出干燥时间，因为干燥时间通常取决于所存在的水总量。在这一点上，水分百分比含量与材料自身的重量相关，并且不必表示出所存在的总水量。

对于安装密度大约为0.8至大约1.0PCF而言，基于结节的干重，所得到的无机纤维绝缘材料的涂覆结节其粘接剂固体量可以小于大约6wt％，优选小于大约4wt％，并且更优选小于大约3wt％。

绝缘产品其密度优选可以大约为3PCF或更小，更优选大约为2PCF或更少，并且更优选大约为1PCF或更少。密度在一定程度上取决于所期望的R值。绝缘产品的R值例如可以大约为12至16。例如，在标准墙壁空腔中，干燥的安装绝缘产品其密度大约为0.8至1PCF并且其R值大约为13，或者其密度大约为1.5至1.8PCF并且其R值大约为15。绝缘产品的相对较低密度和较低含水量会导致与传统系统相比成本降低并且干燥时间改善。

在一示例性实施方案中，推动结节的距离可以选择为实现结节绝缘材料的预定密度。例如，结节可以保持在离基底特定距离处以便实现结节绝缘材料的预定密度。

实施例

实施例1

提供由玻璃纤维形成的结节，它们主要大致为球形并且其平均直径或长度大约为1/4英寸。大部分结节其最大尺寸为1/2英寸或更小。玻璃纤维其平均直径为2.0微米并且包含有8.7wt％的B₂O₃。基于玻璃纤维的重量，玻璃纤维在其表面上具有0.05wt％的硅酮试剂和0.06wt％的除尘油。

使用可以从Unisul以商标名VolumaticIII买到的喷吹机来在墙壁空腔处喷吹结节。喷吹机配备有150英尺长直径为4英寸的软管，并且提供了大约为18lbs/分钟的结节质量流量。喷吹机在将100％可用鼓风机气体提供给旋转气锁组件的第三档传动比并且滑门(进料闸门)设定在12英寸处的情况下操作。将在喷吹机上的鼓风机和副齿轮箱速度(rpm设置值)分别设定为制造商所推荐的设定值1425rpm和1050rpm。

结节流动穿过喷吹软管并且从喷嘴离开。使用喷射组件来在结节离开软管时将粘接剂溶液施加在结节上。喷射组件包括与粘接剂溶液源连接的直径为4英寸的管道。使用可以从Spray Tech买到的型号为0295003的泵来产生出粘接剂溶液流。喷嘴由包含有可以从SpraySystem Co.买到的型号为TPU-65-015的两个喷嘴梢的环形歧管包围。这些喷嘴梢拧入到在歧管上间隔180度布置的螺纹口中。这些端口设定为与结节流方向的中心线成30度夹角。喷嘴梢的布置使得粘接剂溶液能够与结节接触，并且基本上不会干扰结节流。

粘接剂溶液由水和可以从Sovereign Chemical买到的商标名为S-14063的丙烯酸树脂溶液的1∶1体积混合物形成。粘接剂溶液的流速为0.5加仑/分钟。

通过使喷嘴从底部朝向空腔的顶部并且进行左右运动将绝缘材料施加在墙壁空腔上。在该实施例中，喷嘴在安装过程期间保持与打开空腔表面距离大约6英尺。涂覆结节在空腔中形成基本上一致的填充物，并且大约2至3英寸厚的多余材料延伸超过木质梁的表面。

紧接着在安装之后，使用可以从位于Delphos，Ohio的KrendlMachine Co.买到的型号为No.349B的商用旋转墙壁洗涤器去除多余的绝缘材料。使用与可以从Wm.W.Meyer&Sons，Inc.买到的商标名为Versa-Vac(11)的离心真空扇连接的50英尺长直径为4英寸的软管将所去除的多余材料抽真空。

分别将具有不同尺寸的四个墙壁空腔绝缘，之后分别被称为试样1至4。试样1由中心距为16英寸的垂直高度为8英尺的2×4英寸木梁限定。试样2由中心距为24英寸的垂直高度为8英尺的2×4英寸木梁限定。试样3由中心距为16英寸的垂直高度为8英尺的2×6英寸木梁限定。试样4由中心距为24英寸的垂直高度为8英尺的2×6英寸木梁限定。使用标准SPF木质结构来形成每个空腔的侧壁和顶壁，并且使用定向刨花板(OSB)包套作为每个空腔的背墙。在下面的表1中显示出这些结果。

在这些实施例中，粘接剂溶液与干燥结节的比值表示以重量计粘接剂溶液的流速与干燥结节的流速的比值。使用与链式起重机连接的测力计测量出刚刚安装好的绝缘材料的含水量。在获取初始重量之后使用大型炉子来干燥这些试样。在烘干质量基础上测量出刚刚安装好的绝缘材料的含水量。

表1：使用了离空腔6英尺设置的喷嘴进行安装

	试样1(2×4英寸，16英寸OC)	试样2(2×4英寸，24英寸OC)	试样3(2×6英寸，16英寸OC)	试样4(2×6英寸，24英寸OC)
					粘接剂溶液与干燥结节的比值	0.24-0.26	0.24-0.26	0.24-0.26	0.24-0.26
刚安装好的含水量，wt％	20-30	20-30	20-30	20-30
					刚安装好的每空腔的水量，lbs/空腔	0.5-0.7	0.8-1.1	0.8-1.2	1.2-1.8
安装时间，秒/空腔	10	15	15	24
					干燥绝缘材料密度，PCF	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
R值	13	13	20	20

在实施例中，烧失量(LOI)测试表明，在所安装的材料中存在大约2至3％的粘接剂固体。在试样1至4的每一个中，所安装的材料保留在空腔中并且不会出现沉降。

实施例2

在将涂覆结节施加在空腔上的期间按照如在实施例1中所述的相同方式形成绝缘材料，除了喷嘴设置成离空腔2英尺，而不是离空腔6英尺。在下面的表2中给出了这些结果。

表2：使用了离空腔2英尺设置的喷嘴进行安装

	试样5(2×4英寸，16英寸OC)	试样6(2×4英寸，24英寸OC)	试样7(2×6英寸，16英寸OC)	试样8(2×6英寸，24英寸OC)
					粘接剂溶液与干燥结节的比值	0.24-0.26	0.24-0.26	0.24-0.26	0.24-0.26
刚安装好的含水量，wt％	20-30	20-30	20-30	20-30
					刚安装好的每空腔的水量，lbs/空腔	1.0-1.5	1.5-2.3	1.5-2.3	2.4-3.6
安装时间，秒/空腔	21	32	33	51
					干燥绝缘材料密度，PCF	1.7-1.8	1.7-1.8	1.7-1.8	1.7-1.8
R值	15	15	23	23

与在表1和2中所示的结果相比，在喷嘴和空腔之间的距离为6英尺的情况下施加涂覆结节导致绝缘材料密度为0.8至0.9PCF，而在喷嘴和空腔之间的距离为2英尺的情况下施加涂覆结节导致绝缘材料密度为1.7至1.8PCF。按照如在实施例1中所述的相同方式进行额外试验，但是在喷嘴和空腔之间的距离为4英尺的情况下施加涂覆结节。由这些额外试验形成的绝缘材料的密度为1.3至1.5PCF。上述试验结果表明，可以通过改变在喷嘴和其上形成绝缘材料的基底之间的距离来控制所安装的绝缘材料的密度。

实施例3

按照如在实施例1中所述一样的方式形成绝缘材料，但是将在喷吹机上的滑门设定为7英寸，即打开大约40％。在这种设定下，干燥结节的质量流量大约为10lbs/分钟，而不是在实施例1中所采用的18lbs/分钟流量。在下面的表3中给出了这些试验的结果。

表3：使用了更小结节流量进行安装

	试样9(2×4英寸，16英寸OC)	试样10(2×4英寸，24英寸OC)	试样11(2×6英寸，16英寸OC)	试样12(2×6英寸，24英寸OC)
					粘接剂溶液与干燥结节的比值	0.43-0.53	0.43-0.53	0.43-0.53	0.43-0.53
刚安装好的含水量，wt％	45	45	45	45
					刚安装好的每空腔的水量，lbs/空腔	1.2	1.9	1.9	3
安装时间，秒/空腔	15	20	20	29
					干燥绝缘材料密度，PCF	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
R值	13	13	20	20

从表3中可以看出，由于干燥结节的流量降低，所以粘接剂溶液与干燥结节的比值与在实施例1中所获得的比值相比更高。另外，刚安装的产品具有额外的水量，因此需要额外的时间来将绝缘材料安装在每个空腔中。上面的结果表明使用更小的干燥结节流量由于粘接剂溶液使用率增大以及安装时间增大而导致安装成本增加。

实施例4

按照与上面实施例1所述的相同方式形成绝缘材料，除了代替水和S-14063粘接剂的1∶1体积混合物，使用2∶1的水与粘接剂比值来形成粘接剂溶液。在下面的表4中给出了这些试验的结果。

表4：使用稀释粘接剂溶液进行安装

	试样13(2×4英寸，16英寸OC)	试样14(2×4英寸，24英寸OC)	试样15(2×6英寸，16英寸OC)	试样16(2×6英寸，24英寸OC)
					粘接剂溶液与干燥结节的比值	0.23-0.25	0.23-0.25	0.23-0.25	0.23-0.25
刚安装好的含水量，wt％	23	23	23	23
					刚安装好的每空腔的水量，lbs/空腔	0.6	0.9	0.9	1.4
安装时间，秒/空腔	10	15	15	24
					干燥绝缘材料密度，PCF	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
R值	13	13	20	20

在该实施例中，水与粘接剂固体的比值增大，但是没有导致干燥时间的明显差别。粘接剂量的降低与实施例1相比导致成本降低。使用更少的粘接剂会导致在结节和空腔之间的粘性更小。

实施例5

按照如在实施例1中所述一样的方式形成绝缘材料，但是将在喷吹机上的滑门打开至15英寸(打开86％)，结果干燥结节的质量流量增大至22lbs/分钟。另外，粘接剂溶液的流量从0.5加仑/分钟增大至0.7加仑/分钟。在下面表5中显示出这些结果。

表5：采用了更大的干燥结节流量和更大的粘接剂溶液流量进行安装

	试样17(2×4英寸，16英寸OC)	试样18(2×4英寸，24英寸OC)	试样19(2×6英寸，16英寸OC)	试样20(2×6英寸，24英寸OC)
					粘接剂溶液与干燥结节的比值	0.27-0.30	0.27-0.30	0.27-0.30	0.27-0.30
刚安装好的含水量，wt％	25	25	25	25
					刚安装好的每空腔的水量，lbs/空腔	0.7	1.1	1.1	1.7
安装时间，秒/空腔	9	14	14	22
					干燥绝缘材料密度，PCF	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
R值	13	13	20	20

在该实施例中，与在实施例1中给出的试样相比，安装时间得到改善。

虽然上面已经对本发明优选实施方案的几个实施例和参数范围进行了说明，但是对于在绝缘材料领域中的普通技术人员而言显而易见的是，可以采用通过操纵这些参数得出的许多其它实施方案。例如，虽然只是具体披露了几个不同的树脂粘接剂，但是在上面披露的发明中可以使用许多水溶性粘接剂以产生出具有足够粘度值的有用结果。虽然大部分上面说明涉及将本发明用在大体上垂直的墙壁空腔中，但是可以使用绝缘产品来使阁楼或任意其它合适区域绝缘。

Claims (24)

1.适用于形成绝缘产品的涂覆纤维结节，它包括由无机纤维形成的纤维结节，其中大部分纤维结节其最大尺寸大约为0.5英寸，并且其中纤维结节涂覆有包括水和水溶性粘接剂的溶液。

2.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中无机纤维包括玻璃纤维。

3.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中至少大约70％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

4.如权利要求3所述的涂覆纤维结节，其中至少大约80％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

5.如权利要求4所述的涂覆纤维结节，其中至少大约90％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

6.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中水溶性粘接剂包括部分水解聚酯齐聚物。

7.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中基于干燥固体，粘接剂在涂覆结节中的量小于大约6wt％。

8.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中所述无机纤维其平均纤维直径为3微米或更小。

9.如权利要求1所述的涂覆纤维结节，其中所述结节包括在两根或多根纤维相互交叉的一个或多个位置处用固化树脂粘接在一起的玻璃纤维。

10.一种由权利要求1的涂覆纤维结节形成的绝缘产品。

11.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述无机纤维包括玻璃纤维。

12.如权利要求10所述的绝缘产品，其中至少大约70％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

13.如权利要求12所述的绝缘产品，其中至少大约80％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

14.如权利要求13所述的绝缘产品，其中至少大约90％的涂覆结节其最大尺寸为0.5英寸。

15.如权利要求10所述的绝缘产品，其中水溶性粘接剂包括部分水解的聚酯齐聚物。

16.如权利要求10所述的绝缘产品，其中基于干燥固体，粘接剂在绝缘产品中的量小于6wt％。

17.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述无机纤维其平均纤维直径为3微米或更小。

18.如权利要求10所述的绝缘产品，其中当所述绝缘产品形成在标准墙壁空腔中时，刚安装好的绝缘产品的含水量小于大约1.5磅。

19.如权利要求10所述的绝缘产品，其中每个涂覆纤维结节与另一个涂覆纤维结节接触以形成绝缘产品。

20.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述绝缘产品在干燥之后其R值为大约12至大约16。

21.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述绝缘产品在干燥之后其密度大约为3PCF或更小。

22.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述绝缘产品形成在墙壁、地板或天花板空腔的表面上。

23.如权利要求22所述的绝缘产品，其中所述墙壁、地板或天花板空腔为开放式空腔。

24.如权利要求10所述的绝缘产品，其中所述结节包括在两根或多根纤维相互交叉的一个或多个位置处用固化树脂粘接在一起的玻璃纤维。