JP2562250B2 - 表面被覆されたガラス繊維断熱材 - Google Patents

表面被覆されたガラス繊維断熱材

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JP2562250B2
JP2562250B2 JP4034808A JP3480892A JP2562250B2 JP 2562250 B2 JP2562250 B2 JP 2562250B2 JP 4034808 A JP4034808 A JP 4034808A JP 3480892 A JP3480892 A JP 3480892A JP 2562250 B2 JP2562250 B2 JP 2562250B2
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blankets
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は繊維断熱材料に関する。さらに詳
しくは、本発明は、表面被覆シートが付着されているガ
ラス繊維ブランケットのような繊維断熱製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維断熱製品は、多様な種々の環境で使
用するため種々の密度の利用が可能である。このような
製品の一つが、航空機機体のように高度の断熱を必要と
する断熱構造に使用される軽量ガラス繊維ブランケット
である。このような環境で重要であるのは、重量が航空
機の重量に必要以上に加わらないように最少であり、か
つブランケットが飛行中に遭遇する高い音響レベル及び
低温に対する有効な遮断層を形成することができること
である。
【０００３】現在使用されている代表的な製品は、相互
にブランケット状に結合されかつ密度約０．３ポンド／
立方フィート（ｐｃｆ）（約４．８ｇ／ｌ）乃至１．５
ｐｃｆ（約２４．１ｇ／ｌ）を有する細いガラス繊維よ
り形成されている。断熱される必要のある空間の寸法に
より、単一ブランケット又は複数個積み重ねられたブラ
ンケットが、例えば縫製又はヒートシールにより被包及
び固定され、かつその後に被包された断熱材が、航空機
の表皮に接続されたピンにより航空機胴体に取付けられ
る。被包された断熱材を適当な位置に保持するのに加
え、前記ピンは、断熱ブランケットが相互に関連して移
動することを阻止する。断熱材の脆弱性により、極めて
多数のピンがブランケットを適当な位置に十分に保持す
るのに必要である。例えば、大型航空機に断熱材を取付
けるために使用されるべきピン数１０，０００個程度が
よく使われる。このことは時間のかかる作業であるだけ
でなく、ピンそれ自体の費用が高価である。さらに、こ
の作業がピンを包囲する区域の断熱ブランケットを圧縮
するので、若干の断熱性能値が犠牲にされる。
【０００４】このような製品に対して、それらの断熱機
能を十分に果たすとともに、それらの他の若干の特性が
有利に改善されることができた。例えば、ブランケット
の低密度、軽量の構造は、それらを断熱材として全く適
当にするのではあるが、また最低の物理的特性を生じ、
製品を損傷され易くする。詳しくは、製品の相対的に低
い引張り強さが加工及び取付け中に直面する応力に対し
て抵抗性を生じない。殊にこのことは、製品が構造部材
周りで被包されていることにより張力下に配置されてい
る環境において同様である。個々の層の取扱い及び多層
製品の加工により、この材料に対して、脆弱なガラス繊
維材料を損傷し易い付加的応力を受ける。さらに、フィ
ルムで被包された断熱材の効率が、断熱材中に捕捉され
た水蒸気の凝縮により使用中に低減されると見込まれ
る。一般にこの商業的製品は、必要に応じ取扱い及び取
付けられることを断熱ブランケットに許容するために外
側フィルムを必要とするので、この難点の容易な解決法
はないものと思われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述から明白であるの
は、断熱繊維材料よりなるブランケットの引張り強さ
を、その断熱能力を損なうことなく及びその費用又は重
量を著しく増大させることなく改善するのが有利であ
る。また有利であるのは、凝縮の難点を、製品を不利に
損なうことなく除去できることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、０.２
乃至１.５ｐｃｆ（約３．２乃至２４．１ｇ／ｌ）の範
囲内の密度及び３／８インチ乃至２インチ（約０．９５
ｃｍ乃至５．０８ｃｍ）の範囲内の厚さを有する軽量の
繊維断熱ブランケットが、硬化した熱硬化性バインダに
より相互に結合された繊維よりなる。通気性である表面
被覆シートが、硬化した熱硬化性バインダによりブラン
ケットの主面に結合されている。好適には、繊維が、フ
ェノール樹脂バインダにより相互にかつ表面被覆シート
に結合されたガラス繊維よりなり、かつ表面被覆シート
が、織物又は織物でない有機材料又は無機材料のスクリ
ム（ｓｃｒｉｍ）である。ブランケットは、単一の層又
は板状物の形で使用されることができ、又は他のブラン
ケットとともに積み重ね関係でヒートシール性フィルム
中に被包されることもできる。好適には、表面被覆シー
トがフィルムにヒートシールされていることができる。
【０００７】この表面被覆が、断熱製品の引張り強さを
改善しかつその剛性を増大させる。さらに、表面被覆シ
ートが極めて透過性（通気性）であり、従ってこれがブ
ランケットの内外の空気の自由通過を許容する。このこ
とが順次に、断熱材が、表面被覆材料を航空機の乗客側
へ向けて取付けられている場合に、航空機設備中で遭遇
するような取付けられた断熱材からの全ての水分の蒸発
を許容する。
【０００８】一般に、表面被覆材料を軽量、低密度の繊
維断熱材の面に付着させるため、別個の積層作業を必要
とし、この作業が、製品の製造費用にかかわるだけでな
く、また、もし材料を断熱材に付着させるため過剰圧力
が加えられるべきであるならば、断熱材料の構造を損な
うことがあった。また、別個の積層作業で使用される接
着剤が、製品に過大な付加的重量を加えることがあり、
かつさらに製品の耐火性に影響することがある。別個の
積層作業で施される表面被覆の代りに、表面被覆の多孔
性は、この表面被覆に、通気性表面被覆材料のシート又
はウエブを所定の方向へ移動させ、かつ同時に、移動す
る気流に連行された繊維を移動する通気性シートの主面
へ向けることにより繊維断熱材に施されることを許容す
る。
【０００９】移動する通気性シートの対向主面間に差圧
を形成することにより、空気が負圧の区域へ向けシート
を通過するとともに、繊維がシート上に収集されかつ付
着されて層を形成する。通気性シートが、表面被覆材料
として繊維層に永久的に付着され、製品の一体部分とな
る。通気性シートを、一般に繊維を収集するために使用
される金属コレクションチェーン上に支持し、かつこの
シート及び繊維の層が硬化炉を通過することにより、薄
い軟質シートが、表面被覆材料として使用されることが
でき、かつ繊維層に別個の積層工程を必要とせずに付着
されることができる。
【００１０】以下に、本発明の特徴及び態様、並びにそ
れらの利点を図面実施例につき詳述する。本発明の表面
被覆ブランケットの好適な製造法を示す図１において、
供給源１０がガラス繊維１２を供給し、この繊維は、繊
維が移動スクリーン１６へ向け移動する際にノズル１４
によりバインダが吹付けられる。この供給源は任意の所
望の形式、例えば回転系装置であればよく、その中へ溶
融ガラスが導入されかつそれが高速回転することにより
溶融ガラスを側壁中の小孔を経て流出させ、繊維の形成
が得られる。また、いわゆる“ポット・アンド・マーブ
ル”操法（“pot andmarble operation”）が使用され
てもよく、その場合ガラスのマーブル又はペレットがポ
ット中で溶融されるとともに、溶融ガラスがポットから
ブッシュを経て繊維の形で引抜かれる。
【００１１】これら方法の１つか又は別の方法がもっぱ
ら繊維の供給源であり、一般にガラス繊維ブランケット
が、空気により連行された繊維の流れを移動スクリーン
１６へ向けることにより製造される。当業者にコレクシ
ョンチェーン（collection chain）として公知である移
動スクリーンは、代表的に、ローラ１８、２０及び２２
に巻かれた目の粗いエンドレス金属コンベアである。吸
引が、コレクションチェーンの通路中に任意の適当な手
段により、例えば、ローラ２０及びローラ１８及び２２
間の上方及び下方走路中のコレクションチェーンの真下
に取付けられた吸引箱２４により形成される。その中を
コレクションチェーンが走行するコレクションチャンバ
の減圧又は負圧が、繊維を搬送する気流にコレクション
チェーンを通過させる。
【００１２】チェーンの孔が、それに接触する大ていの
繊維を濾去するため十分に小であるので、こうして濾別
された繊維が、チェーンに付着し、かつその上に堆積さ
れた繊維を支持することができる。このように実施する
際に、所定の重量又は厚さのガラス繊維層が堆積され
る。明白であるのは、繊維製造の速度、製造される繊維
の種類及びコレクションチェーンの速度の全てが、層の
厚さに関する制御を得るため互いに関係し合っているこ
とである。
【００１３】代表的な製造工程は、コレクションチェー
ン１６付近に配置されたローラ２８に巻かれたエンドレ
スコンベア２６を包含する。繊維ウエブは、コレクショ
ンチェーンからコンベア２６へ移送されかつさらにその
上面で、炉３２に入る直前のコンベア３０及び２６間の
距離がブランケットの所望の最終厚さに相応するように
配列された上部コンベア３０により接触されることがで
きる。またブランケットは、炉内部のコンベア又はロー
ラ（図示せず）により、所望の最終厚さに圧縮されるこ
とができる。炉中の熱が繊維上のバインダを硬化させ、
かつこの硬化したバインダが繊維をその位置に保持す
る。出来上がった製品は、１つ又はそれ以上のスリッタ
ー３４により小さい巾にトリム又はスリットされること
ができ、かつナイフ３６により定尺に切断されることが
でき、その後にこの定尺物が包装されるか又は、厚い積
層ブランケットを形成するため他の定尺物に付着される
ことができる。
【００１４】本発明の製品を製造する好適な方法によれ
ば、通気性材料３８のウエブが、ロール４０からローラ
４２及び４４により引取られかつコレクションチェーン
１６の上方走路へ向けられる。コレクションチェーンの
両面に存在する差圧が、ウエブ３８をコレクションチェ
ーンに接触させかつそれにより指示させる。材料３８が
極めて通気性であるので、繊維を搬送する気流はウエブ
を通過することができ、繊維が直接にウエブに付着す
る。従ってウエブは、事実上、コレクションチェーン
の、それと一致して移動する外面として機能する。
【００１５】図１及び図２に示したように、繊維がウエ
ブ３８の外面に堆積して層又はブランケット４６を形成
するとともに、このウエブがコレクションチェーン１６
により支持されている。繊維層が、コンベア２６へ移送
する際にコレクションチェーンから引剥された場合、通
気性材料よりなるウエブが繊維層と一緒に剥離され、そ
の結果繊維層４６及びウエブ３８がユニットとして炉３
２に供給される 。そこで、バインダの硬化が、相互に
結合されている繊維においてだけでなく、ウエブ３８に
結合されている繊維においても生じる。
【００１６】図３に示したように、得られる製品４８
が、結合それた繊維よりなる圧縮層４６及び、この層の
主面に結合された透過性（通気性）材料よりなるシート
３８である。表面被覆されたブランケットがこの状態で
使用されることができるのではあるが、さらにこのもの
は、前述に考察したような多層に取付けられると見込ま
れる。このような構造が図４に示され、図面において３
つの表面被覆されたブランケット４６が、積み重ね対向
関係でフィルム５０よりなる被包材料又はスリーブの中
に整列されている。このフィルムの終端部が、外側表面
被覆シート３８の縁部で、５２で示したように終結し、
そこでこれらが、表面被覆されたブランケット４８に、
例えばステッチング（stitching）（図示せず）による
か又は、付着の好適な方法であるヒートシールにより付
着される。
【００１７】もし所望ならば、ブランケットの両面に表
面被覆シートを備えることができる。この構造が図５に
示され、図面においてブランケット４６の２つの主面に
類似の多孔質表面被覆シート３８及び５４が備えられ、
これらが製品に付加的な強度及び剛性を与え、かつ使用
者に、製品のいずれの面をも乗客側へ向けて取付けるこ
とを可能にする。両表面被覆されたブランケットが、図
６に示したように多層配列で使用されることができる、
図面においてフィルム５６が、２つの表面被覆シート３
８及び５４に重複部分５８及び６０で、例えばステッチ
ング又はヒートシーリングにより付着されて示されてい
る。
【００１８】両表面被覆されたブランケットよりなる製
品のもう１つの形状が図７に示され、図面において表面
被覆シート５４及び３８がガラス繊維材料を越えて外方
へ延びかつ相互に、例えばヒートシール又はステッチン
グにより付着され、重複するシートよりなる結合された
フランジ６２を形成する。得れれた枕形の製品は、図６
の製品よりも加工するのが簡単である。明白であるの
は、このような配列が、図示したような２つの層に制限
されないことである。
【００１９】図８に示したように、断熱ブランケットに
第２の表面被覆シートを備えるため、表面被覆材料５４
のウエブが、ロール６４から断熱層４６の上面に、コン
ベア３０の下方を通過するこの層の直前で導入され、そ
の結果表面被覆材料５４は、断熱層が炉３２に入る際に
所定の位置にある。その後に、断熱層中のバインダの硬
化が、表面被覆材料を層の上面に結合する。
【００２０】航空機におけるこの製品の代表的装置が図
９に示され、図面において多数の表面被覆されたブラン
ケットがフィルム５０で被包されているが、このフィル
ムは表面被覆シート３８の縁部に、このシートの大部分
が露出されたままでヒートシールされている。フィルム
被包された断熱材はピン６８により航空機構造部材６６
に取付けられるが、これらピンは、ブランケットを貫通
しかつ、構造部材に任意の適当な手段、例えば溶接、ク
ランプ又はボルトにより固定されている。
【００２１】表面被覆材料は、製造工程中にコレクショ
ンチェーンを通して又は、取付けられた表面被覆してい
る断熱ブランケット製品の表面被覆シートを通る空気の
流れを阻止しないように十分に通気性でなければならな
いにしても、さらにこのものは、最終製品の引張り強さ
を増大させることが可能でなければならず、かつ繊維収
集工程中に無傷のままであるため十分な強度を有しなけ
ればならない。前述の方法で機能することができるシー
トは、多孔質、強力、耐引裂性及び軽量、例えば１平方
ヤード当り１.５オンス（約５０．８６ｇ／ｍ2）以下で
なければならない。
【００２２】一般にこの材料は、４９シー・エフ・アー
ル（ＣＦＲ）パート（part）２５又はビー・エム・エス
（ＢＭＳ）８−１４２の燃焼性要求性能に合致する難燃
方式を有する有機又は無機繊維よりなる、全ての多孔質
の織又は不織スクリム又は強化用剤料であればよい。表
面被覆シートの通気性は、フレーザー空気透過度試験
（Frazer Air Permeability Test）（ＡＳＴＭ Ｄ ７
３７−１９８２ ）により測定し、少くとも１０００立
方フィートの空気が通過できる程度でなければならな
い。付加的に、表面被覆シート材料は、それ自体に、及
び、取付けの前に断熱材を被包するため使用されること
ができるフィルムにヒートシール可能でなければならな
い。このような材料の例が、スノー・フィルトレーショ
ン社（Snow Filtration Company）から入手可能であり
かつリーメイ（Reemay）なる名称下に販売されているポ
リエステル・スクリム（scrim）である。
【００２３】フィルム材料は、断熱ブランケットを航空
機中に取付ける際に一般に使用される任意の常用のフィ
ルムからなればよい。一例が、オルコン社（Orcon Corp
oration）から入手可能であるオルコン（Orcon）よりな
るフィルムである。また、この使用されるフィルムはヒ
ートシール性でなければならない。表面被覆されたブラ
ンケットは、性能の要求条件及び取付けの正確さに合致
するため一定の最低特性を有しなければならない。片面
表面被覆されたブランケットの引張り強さが、断熱ブラ
ンケット単独の少くとも３倍でなければならず、かつこ
の製品の耐衝撃性が、マーレン・バースト試験（Mullen
Burst test）により測定し、少くとも１２ｐｓｉ（約
０．８５ｋｇ／ｃｍ2）でなければならない 。
【００２４】主として本発明が、細いガラス繊維よりな
るガラス繊維断熱材に施される表面被覆シートとの関連
において詳述されたとしても、明白であるのは、発明の
コンセプトが他の繊維にも適用可能であることである。
さらに、表面被覆シートの種類が所望の最終製品により
変更できるとともに、また明白であるのは、多様な種々
の材料及び種々の物理的形状よりなるシートが使用され
うることである。最終的設備への火炎損傷を阻止するた
め、好適であるのは、材料が耐火性であることである。
【００２５】本発明は、一般に使用可能な製品に関する
多数の利点が得られる。改善された装着性能及び、凝縮
した水分に、多孔質の表面被覆シートを経て逃出するこ
とを許容する能力に加え、断熱用繊維多孔質の表面被覆
シート上に収集する方法は 、一般にコレクションチェ
ーンの粗い目を通過することにより失われる繊維及びバ
インダの量の低減を得ることができる。
【００２６】ところで明白であるのは、本発明が、軽量
の繊維断熱製品に関し、及び特に細い繊維よりなる低密
度のブランケットに関して前述に列挙した難点に対する
簡単かつ独特な解決を提供することである。得られた製
品は、従前より製造された断熱製品より物理的に優れ、
かつそれ自体が優れた組立て及び装着法に寄与する。
【００２７】次いで明白であるのは、本発明が、好適な
実施例に関して記載された全ての特定の詳述に必ずしも
制限される必要がなく、さもなければ、本発明の全面的
な基礎的機能及び概念を変更することのない、好適な実
施例の特定の特徴への変更が、請求項に定義された精神
及び範囲から逸脱することなく行なわれうることであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断熱製品を製造する装置の一実施例の
構造を略示する側面図
【図２】図１のＡ−Ａ線による拡大横断面図
【図３】本発明の断熱製品の一実施例の構造を示す部分
的斜視図
【図４】本発明の断熱製品の他の一実施例の構造を示す
横断面図
【図５】本発明の断熱製品の他の一実施例の構造を示す
横断面図
【図６】本発明の断熱製品の他の一実施例の構造を示す
横断面図
【図７】本発明の断熱製品の他の一実施例の構造を示す
部分的横断面図
【図８】図１の装置に他の機能を付加することにより変
更した部分の一実施例の構造を示す側面図
【図９】本発明の断熱製品を航空機胴体の内側に取付け
た一実施例の構造を示す部分的斜視図
【符号の説明】
１２ ガラス繊維 ３８ 表面被覆シート ４６ ブランケット ４８ 表面被覆されたブランケット ５０ フィルム ５４ 表面被覆シート ５６ フィルム ６６ 航空機構造部材 ６８ ピ ン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールス ロスタク アメリカ合衆国，コロラド，ジェファー ソン カウンティ，リトルトン，エス. ニューランド ストリート 7157 (56)参考文献 実開 昭61−16393（ＪＰ，Ｕ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 航空機用断熱材の用途として好適な断熱
    製品において、 硬化した熱硬化性バインダにより相互に結合された繊維
    を包含する繊維断熱ブランケットであって、 １立方フィート当り０．２ポンド（約３．２ｇ／ｌ）乃
    至１立方フィート当り１．５ポンド（約２４．１ｇ／
    ｌ）の範囲内にある密度、及び３／８インチ（約０．９
    ５ｃｍ）乃至２インチ（約５．０８ｃｍ）の範囲内にあ
    る厚さをもつブランケットと、 硬化した熱硬化性バインダにより該ブランケットの主面
    に結合された表面被覆シートとからなり、 前記結合された表面被覆シートが通気性である断熱材。
  2. 【請求項２】 該繊維断熱ブランケットが、フェノール
    樹脂バインダにより相互にかつ表面被覆シートに結合さ
    れたガラス繊維より成る、請求項１記載の断熱材。
  3. 【請求項３】 表面被覆シートが多孔質の織物又は織物
    でないスクリムからなる請求項１記載の断熱材。
  4. 【請求項４】 表面被覆シートがポリエステルからなる
    請求項３記載の断熱材。
  5. 【請求項５】 繊維ブランケットに付着されない際の表
    面被覆シートがブランケットの繊維の移動流れに対し実
    質的に不透過性である、請求項１記載の断熱材。
  6. 【請求項６】 バインダ及び被覆シートが、少なくと
    も、４９シー・エフ・アール（ＣＦＲ）パート（ｐａｒ
    ｔ）２５［エフ・エー・アール（ＦＡＲ）２５．８５３］
    又はビー・エム・エス（ＢＭＳ）８−１４２の燃焼性要
    求条件に合致する程度に耐燃性であり、かつ表面被覆さ
    れた断熱ブランケットの引張り強さがブランケット単独
    のときと比較して少なくとも３倍である、請求項１記載
    の断熱材。
  7. 【請求項７】 ブランケットの対向主面に付着された第
    ２の表面被覆シートであって、第１に挙げた表面被覆シ
    ートに類似する第２の表面被覆シートを包含する請求項
    １記載の断熱材。
  8. 【請求項８】 航空機用断熱材としての用途として好適
    な断熱製品において、 積み重ねられた対向関係に相互に整列された複数の繊維
    断熱ブランケットであって、硬化した熱硬化性バインダ
    により相互に結合された繊維を包含するこれらブランケ
    ットと、 １立方フィート当り０．２ポンド（約３．２ｇ／ｌ）乃
    至１立方フィート当り１．５ポンド（約２４．９ｇ／
    ｌ）の範囲内にあるブランケット密度、及び３／８イン
    チ（約０．９５ｃｍ）乃至２インチ（約５．０８ｃｍ）
    の範囲内にある厚さをもつブランケットと、 硬化した熱硬化性バインダにより少なくとも一方の末端
    ブランケットの外側主面に結合された表面被覆シートで
    あって、通気性がある結合された表面被覆シートを有す
    る少なくとも一方の末端ブランケットと、 積み重ねられたブランケットの縁を被覆する手段であっ
    て、前記末端ブランケットに付着する外側表面被覆シー
    トに付着されている前記手段からなる断熱材。
  9. 【請求項９】 積み重ねられたブランケットの縁を被覆
    する手段が、さらに、前記表面被覆された末端ブランケ
    ットに対向する積み重ねられたブランケットの終端部に
    わたり延びるフィルムからなる請求項８記載の断熱材。
  10. 【請求項１０】 表面被覆シートが積重体中の２つの末
    端ブランケットの外面に付着され、かつ積み重ねられた
    ブランケットの縁を被覆する手段が、２つの前記表面被
    覆シートに付着されたフィルムからなる請求項８記載の
    断熱材。
  11. 【請求項１１】 表面被覆シートが積重体中の２つの末
    端ブランケットの外面に付着され、かつ積み重ねられた
    ブランケットの縁を被覆する手段が、積み重ねられたブ
    ランケットの縁を越えて外方へ延びかつ相互に結合され
    ている前記表面被覆シートの縁部からなる請求項８記載
    の断熱材。
  12. 【請求項１２】 断熱された航空機胴体用の硬化した熱
    硬化性バインダにより相互に結合された繊維を包含する
    繊維断熱ブランケットであって、 １立方フィート当り０．２ポンド（約３．２ｇ／ｌ）乃
    至１立方フィート当り１．５ポンド（約２４．１ｇ／
    ｌ）の範囲内にあるブランケット密度、及び３／８イン
    チ（約０．９５ｃｍ）乃至２インチ（約５．０８ｃｍ）
    の範囲内にある厚さをもつブランケットと、 硬化した熱硬化性バインダによりブランケットの主面に
    結合された表面被覆シートと、 通気性がある結合された表面被覆シートと、 表面被覆シートが胴体から航空機の内部へ該シート面が
    離れるように胴体に取付けられているブランケットから
    なる断熱された航空機用のさらに改良された断熱材。
  13. 【請求項１３】 ブランケットの少なくとも縁周りに延
    びるフィルムであって表面被覆シートの大部分が被覆さ
    れないままであるように表面被覆シートに結合されてい
    るフィルムを包含する請求項１２記載の航空機用のさら
    に改良された断熱材。
  14. 【請求項１４】 断熱材が、相互に積み重ねられた対向
    関係に整列された複数の繊維断熱ブランケットを包含す
    る請求項１２記載の航空機用のさらに改良された断熱
    材。
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