JP3955629B2 - ガラス繊維熱絶縁体のカプセル化方法 - Google Patents

Description

発明の技術分野
本発明は、鉱物繊維の熱絶縁ブランケット及びこのブランケットの上部に接着した面張りシートとからなるタイプの建築熱絶縁材を熱絶縁体の組み立て体（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ａｓｓｅｍｂｌｙ）に形成する方法に関する。
先行技術の簡単な説明
鉱物繊維、多くの場合ガラス繊維から形成される熱絶縁ブランケットは、よく知られており、建築絶縁材に久しく使用されてきた。鉱物繊維の熱絶縁ブランケットの厚さは、一般に、熱絶縁効果にもしくは熱絶縁のＲ値に一般に比例する。しかし、他の因子も特定厚さの熱絶縁材のＲ値に影響を与える。面張りシートは代表的にはクラフト紙であり、歴青材で鉱物繊維の熱絶縁ブランケットに貼着され、それによって蒸気の遅延（抑制）を付与している。面張りシートは、この熱絶縁材を壁の間柱、床梁（根太）、屋根のたるき等の間に広げられた状態で固定する目的で、鉱物繊維熱絶縁ブランケットの両側面を越えて突出した端縁を有する。熱絶縁ブランケットは、代表的にガラス繊維、多くは樹脂材料で結合されたガラス繊維で形成されている。熱絶縁材は、通常、貯蔵、出荷の間に製品の容積を最小にするべく、また熱絶縁材の取り扱いと装着を容易にするべく、製造後に通常圧縮されパッケージに包装されている。パッケージが除かれると、熱絶縁材は所定の装着厚さまで速やかに膨れて嵩高になる。
このような熱絶縁材は、代表的には熱絶縁ブランケンットの２つの側部面、２つの端面及び主たる面の一方もしくは片方で露出した鉱物繊維表面を有する。この露出表面は包装に先行して適用される圧縮の間、熱絶縁体からの空気の容易な除去を可能にし、そして装着施工現場で包装を除いた後に製品への空気の速やかな再進入を可能にしている。しかしながら、この露出表面が身体に接触すると身体の露出部位を刺激し、作業環境中への接合していない繊維と塵挨の放出が生じるので、この露出表面は装着施工を面倒で厄介なものにしている。
カプセル化熱絶縁体の組み立て体の製造はときには行われてきた。カプセル化熱絶縁材組み立て体は、ガラス繊維との接触を低減させる材料で被覆されている。このような熱絶縁体の組み立て体の製造では、カプセル化材、プラスチック等のシートが鉱物繊維の熱絶縁ブランケットを覆って被せられている。このカプセル化材の端縁はこの材料をまくり折り、折り返す成形シュ−と棒を用いて、鉱物繊維熱絶縁ブランケットの下に機械的にまくりあげることができる。カプセル化材の端縁を鉱物繊維の熱絶縁ブランケットの下にまくり折りすることは、カプセル化材の引裂いてしまう傾向があると考えられており、随伴して起こる生産の低下、時間及び製造コストの増大にも係わる。本発明の方法は、カプセル化材の端縁を鉱物繊維熱絶縁ブランケットの下に機械的にまくり折りすることに係る諸問題の処理することにある。
発明の要約
本発明は熱絶縁材組み立て体を製造する方法であって、特に不織布の被覆のようなカプセル化材のウエブであって、鉱物繊維の熱絶縁ブランケンットの側部面と主面の１つを覆って延び、そしてこの被覆が第１の主面と少なくとも１つの側部面に結合されていることからなる。好ましくは、この被覆は少なくとも部分的に、第２の主面に延びて接着剤でウエブに結合されている。
本発明のガラス繊維熱絶縁体のカプセル化方法は、上下対向する主面、対向する両側部面及び対向する両端面を有し、長手方向で延びた鉱物繊維コアを供給すること、その上面を覆って被覆材料を被せて成形することからなる。成形された被覆材料は、隣接する両側部面に延びている。更に、被覆材料はその幅が上面及び２つの両側部表面の総計よりも大きく、成形された被覆材料の縁が２つの側部表面の下に延びている。更に、本方法はコア及びこれに隣る下部主面の下に被覆材料を吸引する減圧装置を備えている。好ましくは、更にこの方法は下主面に接して面張りを付与して、底部主面に面張りを接着することからなる。この好ましい実施態様では、被覆材の連続ウエブがウエブ形成装置を用いて連続的に移動するガラス繊維コアを覆って成形される。好ましくは、上表面と側部表面とを覆って成形された被覆材が減圧装置でコア側に引かれてコア形状に合致する。被覆材及び面張り材のタイプに応じて、これらは接着剤の適用によりガラス繊維コアにしっかりと保持するか、もしくは被覆材等が適当な熱可塑性物から形成されているかもしくは適当な熱可塑性層を含んでいると、熱が面張り材または前記の層を軟化して、それをガラス繊維コアのそれぞれの表面に接着する。ここで採用される鉱物繊維の熱絶縁ブランケットは、汎用的などのような厚さ、もしくは幅のものであることができ、製品は棒状、ロール、シート等に形にすることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は逆さまに置いた状態で示す先行技術の開封した熱絶縁材組み立て体の斜視図である。
図２は図１の熱絶縁材組み立て体を１端部から観た立面図である。
図３は本発明の方法を用いて調製されるカプセル化熱絶縁材組み立て体の斜視図であって、左タブを示し、右タブ（部分的に省略）は左把手と鏡面の関係にある。
図４は１端部から視た図３の熱絶縁材組み立て体で、左タブは製造過程では折りたたんであるが、右タブは、両方のタブを延ばす装着施工である態様で示されている。
図５は、図１で示される先行技術の熱絶縁材組み立て体の製造方法を模式的に示す側立面図である。
図６は、図３で示される本発明の熱絶縁材組み立て体の製造方法を模式的に示す側立面図である。
図７は図６の方法で使用されるウエブ成形装置の平面図を示す。
図８は図７で示されるウエブ成形装置の側面図である。
図９は図７で示されるウエブ成形装置の正面の立面図である。
詳細な説明
本発明の方法によって調製された熱絶縁材組み立て体は汎用の鉱物繊維熱絶縁ブランケットもしくはマット、例えば溶融ガラスから形成され、フェノール−ホルムアルデヒド−レゾール系樹脂バインダーで処理された繊維で造られるガラス繊維マットを用いて製造することができる。建築物を熱的に絶縁するための熱絶縁材組み立て体は、代表的には約０．３から１．５ポンド／立方フィート（４．８×１０^-3ｇ／ｃｍ³から２．４×１０^-3ｇ／ｃｍ³）のような低密度ガラス繊維密度を有する。よく用いらるクラフト紙の面張りは、一方の面を歴青材のような疎水性で、熱可塑性の材料で塗布することができる。面張りは、随意に、ポリエチレンコートクラフト紙もしくは他の適当な面張り材であることができる。この塗布は、好ましくは、例えば水蒸気バリア−効果（または、多くの場合遅延剤）を付与し、塗布クラフト紙の水蒸気通過性を約１ｐｅｒｍ以下に減少させるに充分な量で行う。熱可塑性の塗布材料は、この熱絶縁材が装着後被る温度よりも充分に高い融点もしくは軟化点を有していることが好ましく、そうすることによって、塗布膜が軟化せず、粘着せず、もしくは製造後及び輸送、貯蔵あるいは使用中に表面材が滑ったり、鉱物繊維熱絶縁ブランケットから分離したりはしない。一方では、溶融温度は移動するクラフト紙のウエブ上の塗膜が汎用の手段で容易に、そして経済的に、熱絶縁材組み立て体の製造過程で軟化させられることができるように、充分に低いものであることが好ましい。
図面を通して、同じ参照番号は同じ要素を示す。比較の目的で示す図１に、先行技術の熱絶縁材組み立て体（１０）の開封断面の斜視図が示されている。図示の便宜のために、この断面はこの組み立て体が製造されている向きを逆さにして示しており、この組み立て体（製造途上にある）の形状的な底面は上向きで示されている。熱絶縁材組み立て体１０は、低密度ガラス繊維熱絶縁ブランケットまたはフェノール−ホルムアルデヒド−レゾール樹脂バインダーで処理されたガラス繊維のマット２０を含み、下面もしくは底面１２、概ね平行な対向の上主面もしくは頂面１４、概ね平行な対向する側部表面１６、１８及び一対の概ね平行な対向する端面２２、２４を有し、ガラス繊維が一方の端面２２から他端面２４に配向し、側部面１６、１８及び主面１２、１４と平行である。熱絶縁体組み立て体１０は、ガラス繊維熱絶縁ブランケット２０の全底面を覆って延びる底部面材３０（下部の一部を顕すために図１では切り除いて示す）を有する。底部面材３０はクラフト紙で形成され、ガラス繊維マット２０の底面１２と共に延びた中央部分２９と面張り材の縁３６、３８に近接するタブ４０、４２からなる。タブ４０、４２は、通常内側に折られて底部面材３０（図示せず）の中央部２９に被さっていが、ここでは熱絶縁材組み立て体１０が装着されたとき、壁の間柱、屋根たるき、床根太等の間に保持された位置で、ガラス繊維熱絶縁ブランケット２０の側部面１６、１８を越えて突出している状態で示されている。
底部面材３０は、クラフト紙シート３２、そしてクラフト紙シート３２は図２の端部立面図でよく示されているように、その片面が歴青材の層で塗布されている。歴青材の塗膜層は底部面材３０をガラス繊維熱絶縁ブランケットの底面もしくは下面の主面１２に接着する働きと、熱絶縁体組み立て体１０を装着したときに水蒸気のバリヤ−もしくは遅延剤としても役立つ。これはまたタブ部分の面張り材を重ねて２倍の厚さにする手段として役立つ。底部面材３０は、ガラス繊維熱絶縁ブランケット２０の底面１２に底部面材３０を適用するほんの前、または適用するとき、底部面材を加熱して歴青材を軟化させることができ、そうすることでガラス繊維は、軟化した歴青材層３４中に埋め込まれるようになる。歴青材が冷えると、歴青材層３４は低部面材３０をガラス繊維断熱ブランケット２０に結合固定する。
本発明の方法は、対照的に、例えば図３の斜視図及び端部の立面図で示されようなカプセル化ガラス繊維組み立て体を製造する方法を提供する。カプセル化熱絶縁材組み立て体５０は、ガラス繊維熱絶縁ブランケット２０の側部面１６、１８及び頂面１４を包む上部もしくは上部の面張り材あるいは被覆５２からなり、底部面材３０とガラス繊維熱絶縁プランケットの間に熱絶縁ブランンケットの側部面１６、１８に近くに形成されている上部面張り材５２の側縁５４を有している。被覆５２は、好ましくは、不織布材のウエブから形成されている。不織布材は、ランダムに配向した天然もしくは例えば、ポリオレフィン、ポリエステルのような合成繊維、もしくはレーヨンであって、時にはバインダー、典型的には、アクリル樹脂、ビニール−アクリル酸系樹脂等の重合体のバインダーで相互に固定されたものである。不織布材は、例えば、ポリエステル、ポリオレフィンのスパンボンド、または熱接合ポリオレフィンである。不織布の被覆５０は、好ましくは、被覆５０が熱絶縁ブランケット２０の側部面１６、１８及び頂面１４に被せられるほんの以前に付与されるホットメルトのような接着剤を用いて、ガラス繊維マットの少なくとも一部に固定される。
これとは別に、被覆４０はポリプロピレンのように一体のプラスチックシート材もしくは、フィルムで形成さてもよい。一体のプラスチック材料は、アルミニウム化ポリオレフィンフィルム等のようなメタライズ加工されたものであることができる。プラスチックを被覆４０として用いるなら、フィルムの製造過程または熱絶縁材組み立て体１０の製造の過程で、熱絶縁材組み立て体１０を出荷前包装のために圧縮するか、包装を除いて熱絶縁材組み立て体１０を巻き戻し、装着の現場施工の過程で採寸してカットしたときに、嵩高に膨れてガラス繊維マット２０に空気が容易に出入りすることができるように、スリットもしくは孔等で通孔を開けたものとすることが好ましい。フィルム内の孔開けは、蒸気の遅延性がないことが所望されるとき、必要な湿気の通過を許す。
図２及び図４で示されるように、底部面材３０の両縁部３６、３８は製造の過程で通常折り返され、分厚くて強さのある、そして熱絶縁材組み立て体１０を壁の間柱、屋根のたるきもしくは床根太に挿着する過程で係止めしたり釘打ちするのに好都合なタブ４０、４２を付与している。製造の過程で、このようなタブは普通折り畳んで、図４で示されるのように左手タブを底部面材３０に横たえ、底部面材３０のタブ４０、４２を容易に折り畳むことができる。装着の目的上必要とされるなら、このようなタブは図４で示される右手タブ４２のように、機械的に熱絶縁材組み立て体を所定の位置に取り付け得るように、後で折りを解くことができる。
熱絶縁材組み立て体１０を製造する先行技術の方法を図５に概念的に示す。常法により形成される連続したガラス繊維熱絶縁ブランケットもしくはマット１１は、供給コンベア１０４により、加熱ロール１０２に移送され、そしてここで歴青材で塗布されたクラフト紙３１の連続ウエブが同時に供給され、加熱ロール１０２とガラス繊維マット１１の間に供給される。クラフト紙のウエブは、繰り出しスタンド１００上のロール１０１からウエブ３１に緊張を与えるアキュムレータ１０８を経て供給された後に、図６のローラー１２０を通って歴青でで塗布される。更に、このウエブの外側表面は刻印ステーション１１１で、ウエブ３１がガラス繊維マット１１の底部に適用される前に、ガラス繊維マットのＲ値、製造ロットコードのような認識情報で刻印することができる。好ましくは、ウエブの端が、ウエブが加熱ロール１０２と接触するまでに、折り畳まれ、タブ４０、４２（図１）を形成する。ウエブ３１は、ウエブ３１の歴青材−塗布側がガラス繊維マット１１の底部に面するように向けられる。
温度は、ガラス繊維マット１１の下側に歴青材塗布クラフト紙が粘着し、かくして面張りを有するガラス繊維マット１３が形成されるように、歴青材の塗膜を軟化させるに充分な熱を供給するように選ばれることが好ましい。面張りしたガラス繊維マット１３は、加熱ロール１０３から牽引部１０６に送られ、面張りガラス繊維マット１３を熱絶縁材組み立て体１０を形成するべく、周期的にチョップするチョッパ１１２に移送される。このように成形された熱絶縁材組み立て体１０は、包装装置（図示なし）に送られる。
図３に示されるようなカプセル化熱絶縁材組み立て体５０を製造する本発明の方法は、図６に概念的に示されている。常法で形成された連続したガラス繊維マット１１が一連のコンベア（図示せず）で、それが通過するウエブ成形装置１７０に移送される。本発明の好適実施態様では、ガラス繊維マット１１の上部及び両側部は、ガラス繊維マット１１がウエブ成形装置を通過する前に、一連の接着剤アプリケータもしくはスプレ−ノズル２１２、２１４でホットメルト接着剤もしくは他の適当な接着剤で、好ましくはスプレーされる。上部の接着剤のアプリケータ２１２は、好ましくは、スプレ−パターンで接着剤を供給し、一方側方のアプリケータは、好ましくは、渦巻きもしくは他のパターンで接着剤が付与される。接着剤の付与量、パタ―ンは、ガラス繊維マットからチョッピング及び現場装着時での裁断の過程でカプセル化ウエブの捲くれ剥がれを最小にすべく選択することが好ましい。それと同時に、カプセル化材のウエブ１５２がウエブ成形装置１７０に供給される。随意的に、接着剤は、ガラス繊維マット１１に付与される接着剤の代わりに、もしくは追加して、カプセル化ウエブ１５２に付与することができる。カプセル化材１５２のウエブは、ガラス繊維マット１１の上部の架台に設置された繰り出しスタンド２０４上に据えつけたカプセル化材のロール１５２から引き出される。カプセル化材１５２が非孔性である場合、下記する目的で、カプセル化材１５２のウエブを周期的に孔を開けるべく、孔形成機２０６を随意に採用することができる。
カプセル化材１５２のウエブは、ガラス繊維マット１１の上主面、両側部面及び、下主面の直下の一部をすっかりと覆うに充分な幅をもっている。ウエブ形成装置１７０で、カプセル化材１５２は、ウエブ成形装置１７０でガラス繊維マット１１の上部及び両側部を覆って成形される。カプセル化材１５２は、ガラス繊維マット１１の両側部を越えて延びて、ガラス繊維マット１１の下でウエブ成形装置に減圧を適用することで吸引される。減圧はガラス繊維マット１１にウエブ１５２をピッタリと合致させるので、結果的に成形のごろつきと皺の発生が最小減となる。
カプセルか材１５２が孔の開いていないものであるとき、孔開け機械２０６を用いて孔を開けることは、ガラス繊維マットの周りでのウエブの吸引と、ウエブ成形装置１７０によって、カプセル化材がマットを覆って成形乃至被せられるときに、ガラス繊維マットの両側の近い配置をとる一連の孔の形成に有益であることがわかった。カプセル化材のウエブの両側部がガラス繊維マット１１の下で吸引された直後、ガラス繊維マットは加熱されたロール１０２を通って接着剤を塗布した底部面材３０と接触し、カプセル化ガラス繊維マット１５を提供する。この接着剤を塗布した底部面材３０は、最終製品の要求に応じて蒸気遅延（抑制）性のものであるかもしくは蒸気遅延剤を含むこともできる。
好ましくは、面張り材は前記したようなカプセル化ガラス繊維マット１５の底部に適用され、仕上がりマットは、個々のカプセル化熱絶縁材材片もしくは組み立て体に裁断され、そして出荷のために包装される。
ウエブ成形装置１７０は、図７の平面図、図８の側面図及び及び図９の正面図でよく示されている。ウエブ成形装置１７０は、基盤１７２、前部スペーサー１７６と後部スペーサー１７８とによって離間された平行な上部板１７４からなり、減圧室１７９を形成している。ウエブ成形フープ（輪）１８０は、斜め方向にウエブ成形装置１７０の前部に近く、上部板１７４の両側部から離れて底部板１７０内に固着された一対のスリーブ１８２から延びている。上部板１７４はガラス繊維マット１１の幅よりも僅かに少ない幅を有し、排出端で円味を帯びた隅を形成して、カプセル化材の引っかきと引裂きを少なくする。
操作において、ガラス繊維マット１１はループ１８０を通過して上部板１７４を横切って通過する。ループ１８０は調整できるようにスリーブ１８２に据え付けられ、いろいろな厚さのガラス繊維マットを適当に位置決めすることができる。追加的な一対のスリーブ１８４もまたフープ１８０に据え付けられ、フープ１８０の位置決めに融通性を与えている。減圧ダクト１８６は、下方に向かって底部板１７２内の開口１８８に延びている。減圧は減圧ダクト１８６を経て減圧室１７９に適用される。ウエブ成形装置１７０は、底部板１７２の隅近くで４つ一組の概ね垂直のハンガー１９０により吊るされている。ウエブ成形装置１７０は多様な幅のガラス繊維マットを受け入れるように構成することもできるが、この例では、一つの特定幅のガラス繊維マットを受け入れるべく構成されている。ウエブ成形装置１７０は、随意に底部板１７２の後部両側部分から上方向と後部方向に延びる一対の棒１９２を有し、各々の棒上には接着剤付与の際にその結合を扶けるために、カプセル化材のウエブ１５２をガラス繊維マット１１の両側部をプレスする目的で、ローラー１９４が回転できるように据え付けられている。
操作において、図６に示されるように、カプセル化材１５２のウエブはガラス繊維材料１１の上方から、そしてフープ１８０の水平部分１８１（図７参照）の下に引き出され、それによってガラス繊維マットがウエブ成形装置１７０を通過するとき、ガラス繊維マット１１の上部に被せられる。フープ１８０の幅はカプセル化材のウエブの幅よりも少なく、それでこのウエブがフープ１８０を経て引き出されると、このウエブの両縁がフープ１８０の両側部端の内側と接触し、ガラス繊維マット１１の両側部に向けられる。カプセル化材１５２のガラス繊維マット１１の両側部を越えて延びている両側の部分は、減圧室１７９に向けて延びている。カプセル化材１５２のこれらの部分は、封入されたガラス繊維マット１１がウエブ成形装置１７０の排出端から出るとき、加熱ロールによりガラス繊維マットの底部に向けて押しつけられる。好ましくは、底部面材がこの加熱ロールのところでガラス繊維マット１１の底面に供給される。この底部面材は、ウエブ成形装置を経て通過することでガラス繊維マットの下に形成されたカプセル化材のウエブの両端縁、そしてガラス繊維マット１１の底面の中央部分に接着する。
添付の請求の範囲で定義されている本発明の神髄及び着想範囲にある全ての本発明の実施態様の委細について、多様な変形態様を製作することができる。

Claims (7)

1. 下記のａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）及びｅ）がこの順序で行なわれる圧縮しうる鉱物繊維熱絶縁材のカプセル化方法、
   ａ）対向する上主面及び下主面、対向する側部面を有し、長手方向に延びる鉱物繊維のコアを供給すること；
   ｂ）コアの上主面を覆う不織布材からなる被覆材を成形し、成形された該被覆材がコアの両側部面に接して延びており、該被覆材がコアの上主面及び二つの側部面の幅の総計よりも大きな幅を有し、成形された該被覆材の両端縁がコアの両側部面の下方に延びていること；
   ｃ）鉱物繊維コアの下に減圧を適用して、コアの両側部面の下方に延びている成形された被覆材をコアの下方にコアの下主面に接するように引き寄せること；
   ｄ）面張り材をコアの下主面に接して供給すること；及び
   ｅ）コアの下主面に前記面張り材を接着すること。
2. 被覆材の連続ウエブを連続的に移動するガラス繊維コアの上に、ウエブ成形装置を用いて、被覆する請求項１による方法。
3. 被覆材がコアの上主面及び両側部面に向けて減圧により吸引され、コアの形状に適合する請求項２による方法。
4. 減圧が真空吸引手段により引かれる請求項１による方法。
5. 更に、減圧の適用によってコアの下主面に接し延ばされた被覆材を加熱ロールを用いてプレスすることを含む請求項１による方法。
6. 下記のａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）及びｅ）がこの順序で行なわれる圧縮しうる鉱物繊維熱絶縁材のカプセル化方法、
   ａ）連続的に移動している、対向する上主面及び下主面、対向する側部面を有し、長手方向に延びる鉱物繊維のコアを供給すること；
   ｂ）コアの上主面を覆う不織布材からなる被覆材の連続ウエブを成形し、成形された該被覆材がコアの両側部面に接して延びており、該被覆材がコアの上主面及び二つの側部面の幅の総計よりも大きな幅を有し、成形された該被覆材の両端縁がコアの両側部面の下方に延びるように、該連続ウエブがウエブ成形手段を用いて成形されること；
   ｃ）鉱物繊維コアの下に減圧を適用して、コアの両側部面の下方に延びている成形された被覆材をコアの下方にコアの下主面に接するように引き寄せること；
   ｄ）面張り材をコアの下主面に接して供給すること；及び
   ｅ）コアの下主面に前記面張り材を接着すること。
7. 下記のａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）及びｅ）がこの順序で行なわれる圧縮しうる鉱物繊維熱絶縁材のカプセル化方法、
   ａ）連続的に移動している、対向する上主面及び下主面、対向する側部面を有し、長手方向に延びる鉱物繊維のコアを供給すること；
   ｂ）コアの上主面を覆う不織布材からなる被覆材の連続ウエブを成形し、成形された該被覆材がコアの両側部面に接して延びており、該被覆材がコアの上主面及び二つの側部面の幅の総計よりも大きな幅を有し、成形された該被覆材の両端縁がコアの両側部面の下方に延びるように、該連続ウエブがウエブ成形手段を用いて成形されること；
   ｃ）鉱物繊維コアの下に減圧を適用し、コアの両側部面の下方に延びている成形された被覆材をコアの下方にコアの下主面に接するように引き寄せ、該被覆材がコアに向けて減圧により吸引され、コアの形状に適合すること；
   ｄ）面張り材をコアの下主面に接して供給すること；及び
   ｅ）コアの下主面に前記面張り材を接着すること。

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