JP4778443B2 - Glass wool molded body and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、グラスウール成形体の製造方法に関し、より詳細には、ガラス短繊維よりなるグラスウール成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a glass wool molded body, and more particularly to a method for producing a glass wool molded body made of short glass fibers.
現在、繊維を用いた、断熱、吸音効果等を有する建築用、産業用(冷蔵庫、オーブン、車両、船舶等)材料(繊維マット)が多数用いられており、特に、冷蔵庫、冷凍庫に用いられる真空断熱材用の素材として注目されている。このような材料は、熱伝導率が低いことは勿論、ガスを発生しないこと、耐熱性を有すること(吸音材として用いられる場合には吸音性を有すること)が求められ、また、製造の観点からは、繊維自体がある程度柔軟性を有し、ハンドリングが容易である等、繊維が扱い易いことも求められる。
以上の観点全てを総合勘案すると、このような材料としては、有機繊維やガラス長繊維よりも、ガラス短繊維が最も好ましい。
ガラス短繊維を用いた建築材料の製造方法としては、日本国特開昭58−208455号公報に開示のものがある。
上記文献には、硝子短繊維よりなるブランケットを圧縮して、針で穿通する技術が開示されている。
しかしながら、上記文献においては、ブランケットに針を穿通する場合、針が折れてしまう、と言う問題があった。また、上記文献の方法により製造した硝子繊維マットは、密度が不均一であり、このため、断熱性、吸音性が不均一であるという問題があった。
発明の概要
本発明は、上記問題点に鑑み、ガラス短繊維よりなるグラスウール成形体の製造方法であって、ニードルが破損することなく、また、密度が均一なグラスウール成形体を製造することができる方法を提供することを目的とする。
第一の発明によれば、ガラス短繊維を堆積して、第一の厚さを有するグラスウール集合体とし、グラスウール集合体の厚さ方向と直交する方向に、該グラスウール集合体を引き伸ばし、その厚さを第一の厚さから第二の厚さに減少させ、該グラスウール集合体をニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体を製造することを特徴とする、グラスウール成形体の製造方法が提供される。
好ましくは、前記グラスウール集合体を移動させ、該移動方向に、該グラスウール集合体を引き伸ばし、その厚さを第一の厚さから第二の厚さに減少させる。
また、好ましくは、前記グラスウール集合体の厚さ方向と直交する方向に、該グラスウール集合体を引き伸ばしつつ、該グラスウール集合体をニードルパンチ加工する。
また、第二の発明によれば、ガラス短繊維を堆積して、第一の厚さを有するグラスウール集合体とし、グラスウール集合体の厚さ方向に、該グラスウール集合体を圧縮して、第三の厚さを有する圧縮集合体とし、圧縮集合体の厚さ方向と直交する方向に、該圧縮集合体を引き伸ばし、その厚さを第三の厚さから第二の厚さに減少させ、該圧縮集合体をニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体を製造することを特徴とする、グラスウール成形体の製造方法が提供される。
好ましくは、前記第三の厚さが、前記第一の厚さの10分の1以上である。また、好ましくは、前記圧縮集合体を移動させ、該移動方向に該圧縮集合体を引き伸ばし、その厚さを第三の厚さから第二の厚さに減少させる。更に好ましくは、前記圧縮集合体の厚さ方向と直交する方向に、該圧縮集合体を引き伸ばしつつ、該圧縮集合体をニードルパンチ加工する。更に、本発明によれば、これら方法により製造されたグラスウール成形体が提供される。
第一の発明によれば、グラスウール集合体の厚さ方向と直交する方向に、グラスウール集合体を引き伸ばすこととしたので、グラスウール集合体を形成するガラス短繊維の配向方向が揃えられ、また、塊状となったガラス短繊維を少なくすることができる。従って、ニードルが容易に挿入されることとなり、ニードル破損の無い製造方法が提供される。また、ガラス短繊維の配向方向が揃えられると共に、塊状となったガラス短繊維が少なくなるので、得られるグラスウール成形体の密度が均一なものとなり、従って、断熱性、吸音性の均一なグラスウール成形体を製造することができる。また、グラスウール成形体の密度が均一となったことより、音波(特に中低音。より詳細には300〜1000Hz)の吸収が均一となり、グラスウール成形体全体として観た場合に、吸音性が向上したグラスウール成形体を製造することができる。
また、グラスウール成形体を構成するガラス短繊維の配向方向が揃えられているので、表面の平面平滑性が向上したグラスウール成形体を製造することができるという効果も奏する。更に、グラスウール成形体を構成するガラス短繊維の配向方向が揃えられているので、グラスウール成形体を圧縮等しても、グラスウール成形体を構成するガラス短繊維どうしが相対的に動くことがなく、従って、寸法が安定し、また取扱性が向上したグラスウール成形体を製造することができる。
グラスウール集合体の移動方向にグラスウール集合体を引き伸ばすこととすれば、流れ作業に沿ってグラスウール集合体を引き伸ばすことができ、効率良くグラスウール成形体を製造することができる。また、引き伸ばしの度合いを変えることで容易に目的のグラスウール成形体を得ることができる。
グラスウール集合体の引き伸ばしとニードルパンチ加工とを同時に行えば、効率良くグラスウール成形体を製造することができる。
第二の発明によれば、第一の発明の効果に加えて、以下のような効果を奏する。第二の発明によれば、グラスウール集合体の厚さを二段階で減少させることとした(グラスウール集合体を圧縮集合体とし、更に、グラスウール成形体とした)ので、グラスウール集合体の厚さを一段階で減少させる場合に比較して、グラスウール集合体による反発強度(圧縮強度)が小さくなり、従って、ニードルパンチ装置への負担が軽減され、動力エネルギーの節約になる。また、グラスウール集合体による反発強度(圧縮強度)が小さくなるので、反発強度が大きいグラスウール集合体であっても、ニードルの破損無く、グラスウール成形体を製造することが可能である。更に、高い密度のグラスウール成形体を得ることができると共に、表面の仕上がり(平滑性)も良くなる。
第三の厚さを第一の厚さの10分の1以上とすれば、急激な圧縮によりガラス短繊維が破壊されることが無く、ガラス短繊維の破壊に基づく粉塵問題を生じない製造方法が提供される。
圧縮集合体の移動方向に圧縮集合体を引き伸ばすこととすれば、流れ作業に沿って圧縮集合体を引き伸ばすことができ、効率良くグラスウール成形体を製造することができる。また、引き伸ばしの度合いを変えることで、容易に目的のグラスウール成形体を得ることができる。
圧縮集合体の引き伸ばしとニードルパンチ加工とを同時に行えば、効率良くグラスウール成形体を製造することができる。
これら方法により製造された成形体は、表面が平滑で、密度、断熱性及び吸音性も均一で、ハンドリング性も優れている。特に真空断熱材の素材として使用する場合、繊維の配向性が良い(揃っている)ので、優れた断熱性能(熱伝導率が小さい)を発揮する。At present, many building and industrial (refrigerators, ovens, vehicles, ships, etc.) materials (fiber mats) that use fibers and have heat insulation, sound absorption effects, etc. are used, especially vacuum used for refrigerators and freezers. It is attracting attention as a material for insulation. Such a material is required not only to have low thermal conductivity, but also to generate no gas, and to have heat resistance (when used as a sound-absorbing material, to have sound-absorbing properties), and from a manufacturing perspective Therefore, the fiber itself is required to be easy to handle, such as having some flexibility and being easy to handle.
Taking all the above viewpoints into consideration, short glass fibers are the most preferable as such materials, rather than organic fibers or long glass fibers.
As a method for producing a building material using short glass fibers, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-208455.
The above document discloses a technique of compressing a blanket made of short glass fibers and penetrating with a needle.
However, in the above document, there is a problem that the needle breaks when the needle is penetrated through the blanket. Further, the glass fiber mat produced by the method described in the above literature has a problem in that the density is non-uniform, and thus the heat insulating property and the sound absorbing property are not uniform.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention is a method for producing a glass wool molded body comprising short glass fibers, and can produce a glass wool molded body having a uniform density without damaging the needle. It aims to provide a method.
According to the first invention, the short glass fibers are deposited to form a glass wool aggregate having the first thickness, the glass wool aggregate is stretched in a direction perpendicular to the thickness direction of the glass wool aggregate, and the thickness thereof is increased. There is provided a method for producing a glass wool molded article, wherein the glass wool molded article is produced by reducing the thickness from the first thickness to the second thickness and needle punching the glass wool aggregate. The
Preferably, the glass wool aggregate is moved, the glass wool aggregate is stretched in the moving direction, and the thickness is reduced from the first thickness to the second thickness.
Preferably, the glass wool aggregate is needle-punched while the glass wool aggregate is stretched in a direction orthogonal to the thickness direction of the glass wool aggregate.
According to the second invention, the short glass fibers are deposited to form a glass wool aggregate having the first thickness, the glass wool aggregate is compressed in the thickness direction of the glass wool aggregate, And compressing the compressed assembly in a direction perpendicular to the thickness direction of the compressed assembly, reducing the thickness from the third thickness to the second thickness, There is provided a method for producing a glass wool molded product, characterized in that a glass wool molded product is produced by needle punching the compressed assembly.
Preferably, the third thickness is one tenth or more of the first thickness. Preferably, the compressed assembly is moved, the compressed assembly is stretched in the moving direction, and the thickness is reduced from the third thickness to the second thickness. More preferably, the compressed assembly is needle punched while the compressed assembly is stretched in a direction perpendicular to the thickness direction of the compressed assembly. Furthermore, according to this invention, the glass wool molded object manufactured by these methods is provided.
According to the first invention, since the glass wool aggregate is stretched in a direction perpendicular to the thickness direction of the glass wool aggregate, the orientation direction of the short glass fibers forming the glass wool aggregate is aligned, and It becomes possible to reduce the short glass fibers. Therefore, the needle can be easily inserted, and a manufacturing method without breakage of the needle is provided. In addition, the orientation direction of the short glass fibers is aligned and the number of short glass fibers that are agglomerated is reduced, so that the density of the obtained glass wool molded product becomes uniform, and therefore, the glass wool molding with uniform heat insulation and sound absorbing properties. The body can be manufactured. In addition, since the density of the glass wool molded product is uniform, the absorption of sound waves (especially medium to low sounds, more specifically 300 to 1000 Hz) is uniform, and the sound absorption is improved when viewed as the entire glass wool molded product. A glass wool molded product can be produced.
Moreover, since the orientation direction of the short glass fiber which comprises a glass wool molded object is arrange | equalized, there also exists an effect that the glass wool molded object which the surface planar smoothness improved can be manufactured. Furthermore, since the orientation direction of the short glass fibers constituting the glass wool molded body is aligned, even if the glass wool molded body is compressed, the short glass fibers constituting the glass wool molded body do not move relatively, Accordingly, it is possible to produce a glass wool molded body having a stable dimension and improved handleability.
If the glass wool aggregate is stretched in the moving direction of the glass wool aggregate, the glass wool aggregate can be stretched along the flow operation, and a glass wool molded body can be produced efficiently. Moreover, the target glass wool molded object can be easily obtained by changing the degree of stretching.
If the glass wool aggregate is stretched and needle punched at the same time, a glass wool molded body can be produced efficiently.
According to the second invention, in addition to the effects of the first invention, the following effects can be obtained. According to the second invention, the thickness of the glass wool aggregate is reduced in two steps (the glass wool aggregate is a compression aggregate and further a glass wool molded body). Compared with the case of reducing in one step, the resilience strength (compressive strength) due to the glass wool aggregate is reduced, so the burden on the needle punch device is reduced and the motive energy is saved. Further, since the resilience strength (compressive strength) due to the glass wool aggregate is small, it is possible to produce a glass wool molded body without breakage of the needle even if the glass wool aggregate has a high resilience strength. Furthermore, a glass wool molded body having a high density can be obtained, and the surface finish (smoothness) is also improved.
If the third thickness is 1/10 or more of the first thickness, the short glass fibers are not broken by rapid compression, and the production method does not cause dust problems due to the breakage of the short glass fibers. Is provided.
If the compressed aggregate is stretched in the moving direction of the compressed aggregate, the compressed aggregate can be stretched along the flow operation, and a glass wool molded body can be produced efficiently. Moreover, the target glass wool molded object can be easily obtained by changing the degree of stretching.
If the compression assembly is stretched and needle punched at the same time, a glass wool molded product can be produced efficiently.
Molded bodies produced by these methods have a smooth surface, uniform density, heat insulation and sound absorption, and excellent handling properties. In particular, when used as a material for a vacuum heat insulating material, the fiber has good orientation (aligned), and therefore exhibits excellent heat insulating performance (low thermal conductivity).
図1は、本発明の第一実施形態による、グラスウール成形体の製造方法の工程全体を模式的に示した全体工程図である。
図2は、図1に示すニードルパンチ加工機を模式的に表したものである。
図3は、ガラス短繊維の配向状態を模式的に表したものであり、(a)は引き伸ばし前の状態、(b)は、引き伸ばし後の状態を示す。
図4は、ニードルパンチ加工後のガラス短繊維の配向状態を模式的に示す。
図5は、本発明の第二実施形態による、グラスウール成形体の製造方法の工程全体を模式的に示した全体工程図である。
図6は、本発明の第二実施形態における、別の圧縮手段を模式的に示したものであり、(a)は加圧ロール式を、(b)は平板プレス式を、(c)はバキューム式を模式的に示す。
図7は、本発明の変形例による、引き伸ばし前のロール巻取りを模式的に示す。
好ましい実施の形態
本発明の第一実施形態では、
(1)公知技術によりガラス短繊維を製造し(「ガラス繊維製造工程」と言う)、
(2)公知技術により、ガラス短繊維を堆積して、第一の厚さAを有するグラスウール集合体3を製造し(「グラスウール集合体製造工程」と言う)、
(3)該集合体を移動装置15により移動させ、
(4)移動させられているグラスウール集合体3を、グラスウール集合体3の厚さ方向と直交する方向に引き伸ばし(引っ張り)、その厚さを第一の厚さAから第二の厚さDに減少させ(「引伸工程」と言う)、
(5)パンチング装置23でニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体5を製造する(「ニードルパンチ加工工程」と言う)
ものである。
本発明の第一実施形態において用いる製造装置を、模式的に図1に示す。
本発明の第一実施形態において用いる製造装置は、ガラス溶融炉11と、繊維化装置12と、集綿ベルト13と、コンベア15と、ニードルパンチ加工機16と、コンベア17とよりなる。
ガラス溶融炉11は、公知のものを使用することが可能である。
繊維化装置12は、溶融ガラスをガラス短繊維に繊維化するためのものであって、公知のものを使用することが可能であり、例えば、遠心力により溶融ガラスをガラス短繊維にする、遠心式繊維化装置を用いることが可能である。
集綿ベルト13は、繊維化装置12から落下してくるガラス短繊維を集め、堆積して、グラスウール集合体3とするためのものであって、公知のものを使用することが可能である。
コンベア15、17は、グラスウール集合体3、グラスウール成形体5を移動させるためのものであって、公知のものを使用することが可能である。
ニードルパンチ加工機16の詳細を、模式的に図2に示す。
ニードルパンチ加工機16は、供給装置21と、パンチング装置23と、排出装置25とよりなる。
供給装置21は、供給ローラー22Aと供給ローラー22Bとよりなり、供給ローラー22Aと供給ローラー22Bとの間をグラスウール集合体3が通る。排出装置25は、排出ローラー26Aと排出ローラー26Bとよりなり、排出ローラー26Aと排出ローラー26Bとの間をグラスウール成形体5が通る。
図2においては、一対の供給ローラーと、一対の排出ローラーとが描かれているが、本発明は、一対のローラーに限定されず、複数対のローラーを用いても良い。
図示実施例においては、供給装置21においてローラーを用いているが、グラスウールを挟持、供給することができる手段であれば良く、例えば、公知のベルトコンベア方式、フィンガー式等の手段を用いることも可能である。
また、図示実施例においては、排出装置25においてローラーを用いているが、グラスウール集合体3を確実に挟持、供給(排出)可能であるならば、ローラー以外の公知手段を用いることも可能である。
供給ローラー22A、22Bは、図示していない駆動装置により回転速度V1で回転する。
排出ローラー26A、26Bも、図示していない駆動装置により回転速度V2で回転する。排出ローラーの回転速度(V2)は、供給ローラーの回転速度(V1)よりも大きい。
供給ローラー22Aと22Bとの間隔cは、間隔調節装置(図示せず)により、調節することが可能である。排出ローラー26Aと26Bとの間隔dも、間隔調節装置(図示せず)により、調節することが可能である。
パンチング装置23には、複数のニードル24が設けられている。好ましくは、各ニードルには、多数の刺状突起であって、ニードルの根本方向に向かって突出した突起を形成する。ニードル24は、図示しない駆動装置によって、高速で上下方向に往復運動する。グラスウール集合体3の厚さ方向(図1、2において上下方向)に、これらニードル24をグラスウール集合体3に挿入し、引き抜く。このようにニードル24をグラスウール集合体3に挿入、引抜することによって、図4に示すように、ニードル挿入部分4において、グラスウール集合体3を構成するガラス短繊維1が互いに絡み合うこととなり、上述の刺状突起がある場合には、挿入時ニードル本体によりそして引抜時刺状突起により、ガラス短繊維1が互いに絡み合うこととなる。従って、バインダーを使用しなくとも、グラスウール成形体5は、保形性を有することとなる。ニードル24の数は、後述する。
図示実施例においては、グラスウール集合体3の上下双方にパンチング装置23が設けられているが、グラスウール集合体3の上又は下のいずれか一方に配置しても良い。
<ガラス繊維製造工程>
本発明の第一実施形態においては、以上のような装置を用いて、グラスウール成形体5を製造する。
先ず、ガラス溶融炉11内の溶融ガラスを繊維化装置12に供給し、公知の方法により、ガラス短繊維1を製造する。
この場合において、ガラス短繊維同士を接着するためのバインダー(接着剤)をガラス短繊維1に塗布することは必須ではない。後述のニードルパンチ加工が施されるので、バインダーが無くとも、ガラス短繊維どうしが絡まり合うこととなり、グラスウール成形体は、その形状を保持することとなる。しかしながら、本発明においては、バインダー(接着剤)を塗布することは可能であり、バインダーを塗布することにより、グラスウール成形体の保形性が向上する。
また、繊維化において、ガラス短繊維を冷却して綿質を良好なものとし、また、集綿ベルト等の機械を高温から守るため、ガラス短繊維に水等(水に撥水剤等を混合しても良い)を塗布しても良い。
ガラス短繊維1の平均繊維径は、3〜8μmが好ましい。3μm未満だと、繊維長が短くなり、ニードルパンチ加工をしても短繊維どうしの絡まりが少なく、グラスウール成形体の保形性が良くない。更に、製造コストが高くなる。8μmを越えると、ニードルパンチ加工により繊維が破損し易くなり、粉塵も多くなる。
<グラスウール集合体製造工程>
製造されたガラス短繊維1は、集綿ベルト13に落下し、堆積され、第一の厚さAを有するグラスウール集合体3となる。
グラスウール集合体3の目付量(1m2あたりの重量)は、例えば、1500g/m2であるが、本発明は、これに限定されない。後の引張工程において、目付量は減少するので、最終製品たるグラスウール成形体の断熱効果、吸音効果の性質、その性質に伴う目付量等を考慮し、グラスウール集合体の目付量を決定する。
グラスウール集合体3は、コンベア15により、ニードルパンチ加工機16に移動される。移動速度は、例えば、5m/分であるが、本発明の移動速度は、これに限定されない。尚、この移動時に、熱風、蒸気、熱板等を用いて、グラスウール集合体3を加熱し、バインダー、水等を乾燥させても良い。
<引張工程>
グラスウール集合体3は、ニードルパンチ加工機16の供給装置21の供給ローラー22Aと22Bとの間に送られる。
グラスウール集合体3を安定して供給装置21に送るために、供給ローラー22Aと22Bとの間隔cを、グラスウール集合体3の厚さAよりも小さく設定する。
速度V1で供給装置21を通過したグラスウール集合体3は、排出装置25の排出ローラー26Aと26Bとの間に送られる。
上述のように、排出ローラー26A、26Bの回転速度V2は、供給ローラー22A、22Bの回転速度V1よりも大きい。換言すれば、移動方向に沿って配置された2つのローラー(上流側ローラーと下流側ローラー)において、下流側ローラーの速度が、上流側ローラーの速度よりも大きい。従って、供給装置21と排出装置25との間で、グラスウール集合体は、移動方向に引っ張られる(引き伸ばされる)こととなる。
グラスウール集合体が引き伸ばされるので、グラスウール集合体を構成するガラス短繊維の配向方向が揃えられることとなる。このため、たとえグラスウール集合体の密度が大きいとしても、ニードル24はグラスウール集合体に挿入し易く、従って、本発明のニードルパンチ加工工程においては、ニードルの破損が無い。
グラスウール集合体3は、繊維化装置12より落下してくるガラス短繊維1を堆積することによって得られるもので、繊維が舞い上がり、また繊維の集団化等により集綿後のグラスウール集合体3には塊状の繊維が存在してしまい、密度が不均一となってしまう。また、ガラス短繊維の配向方向は、図3(a)に示すようにランダムとなっている。従って、グラスウール集合体3の厚さ方向と直交する方向にグラスウール集合体3を引っ張れば、図3(b)に示すように、ガラス短繊維の配向方向は揃うこととなり、ひいては、グラスウール集合体の密度が均一となる。このため、本発明の方法により製造されるグラスウール成形体の密度が均一となり、グラスウール成形体の断熱性、吸音性が均一となる。
更に、グラスウール集合体が引き伸ばされるので、塊状となったガラス短繊維を少なくすることができ、この点からも、加工が容易となる。ガラス短繊維が塊状となっていると、ニードル24を挿入した時、ニードル24が該塊と衝突し、折れることとなってしまう。
また、グラスウール集合体3はガラス短繊維より構成されているので、ニードルパンチ加工を行う場合、パンチング装置23に対してはガラス短繊維の反発力が作用することとなる。供給ローラー22A、22B、排出ローラー26A、26Bが無いと、該反発力は、パンチング装置23に全て作用することとなる。本発明においては供給ローラー22A、22B、排出ローラー26A、26Bがあるので、ガラス短繊維の反発力は、パンチング装置23、供給装置21、排出装置25に分散され、従って、ニードル挿入時のニードルに対する反発力が減少することとなる。従って、加工が容易となるとともに、ニードル損傷が減少することとなる。
排出ローラー26A、26Bの速度V2は、供給ローラー22A、22Bの速度V1の1.05〜1.50倍とし、好ましくは、1.05〜1.35倍とする。1.50倍を越えると、引伸度合いが大きすぎてしまい、グラスウール集合体3に亀裂が入ったり、断裂してしまう。1.05倍未満だと、上述の引伸による効果が無い。上記1.05〜1.50倍の範囲内で、グラスウール集合体の重量、繊維の綿質、ニードルの本数等により、速度V1、V2を適宜選択する。
供給ローラー22Aと供給ローラー22Bとの間の間隔cによって、グラスウール集合体3(ニードルパンチ加工前のもの)の厚さを調整し、また、その密度を調節する。
上述のように、供給ローラー22Aと22Bとの間隔cを、グラスウール集合体3の厚さAよりも小さく設定する。グラスウール集合体3を安定的に連続して供給装置21に供給するためには、c<Aであることが必要である。
また、排出ローラー26Aと排出ローラー26Bとの間の間隔dは、間隔cの1.0〜1.5倍程度とすることが好ましい。後述のように、排出ローラー間を通過したグラスウール成形体は、ガラス短繊維の復元力により、厚くなることを考慮したものである。
尚、図示実施例においては、グラスウール集合体を移動方向に引き伸ばしているが、グラスウール集合体の幅方向(図面の表から裏への方向)にグラスウール集合体を引き伸ばしても良い。換言すれば、本発明においては、グラスウール集合体3の厚さ方向と直交する方向に、グラスウール集合体を引き伸ばせば良い。このように、厚さ方向と直交する方向に引き伸ばすことにより、上述のような効果を奏するものである。但し、グラスウール集合体の幅方向に引き伸ばすのであれば、引伸手段を別途設ける必要がある。従って、グラスウール集合体の移動方向に引き伸ばす方が好ましい。
<ニードルパンチ加工工程>
ニードルパンチ加工は、ニードル24を高速度で上下方向に往復運動させることによって、グラスウール集合体にニードル24を挿入させ、これによって、ニードル挿入部分4(図4)において、グラスウール集合体3を構成するガラス短繊維1が互いに絡み合うこととなる。
ニードルの本数は、グラスウール集合体3の重さ、厚さ、繊維の綿質等により、5〜40本/cm2の範囲より選択され、好ましくは、5〜25本/cm2である。40本/cm2を越えると、ガラス短繊維1の絡み合いは良好となるが、ニードル挿入部分4が多くなることより、グラスウール成形体の熱伝導率が大きくなってしまい、断熱性が悪くなってしまう。5本/cm2未満だと、ガラス短繊維1の絡み合いが少なく、グラスウール成形体の保形性が悪くなってしまい、また、グラスウール成形体の厚さが大きくなってしまうことより、密度が低くなってしまう。このため、5本/cm2未満だと、グラスウール成形体の熱伝導率が大きくなってしまう。ニードルの本数は、グラスウール成形体の繊維の配向、繊維同士の絡み合い(保形性)、ニードル挿入部分の数(貫通孔数)に影響を与えるものであり、良好な熱伝導率は、これらの要素のバランスによって得られるものである。
尚、図示実施例においては、供給装置21と排出装置25との間で、ニードルパンチ加工を行っているが、排出装置25の後にニードルパンチ加工を行ってもよい。換言すれば、引伸工程の後、ニードルパンチ加工を行っても良い。
上述のようにして、グラスウール成形体5が製造される。尚、排出装置25を通過したグラスウール成形体は、ガラス短繊維の復元力により、通過直後の厚さよりも幾分厚くなり、これに伴い、密度も減少することとなる。従って、所望の厚さ、密度のグラスウール成形体を得るのであれば、このような復元をも考慮すべきである。
この後、グラスウール成形体を所望寸法に切断し、板状品やロール品とする。必要ならば、有機質又は無機質製の外被材(フィルム)や、有機質又は無機質の接着剤を塗布、硬化させて、グラスウール成形体を被覆する。
上述のようにして製造されたグラスウール成形体5は、公知の方法で梱包される。例えば、密度60kg/m3、厚さ20mm、幅500mm、長さ1500mmのグラスウール成形体を20枚、厚さ方向に積層し、積層体とする。必要ならば、積層体の上面、下面に補強部材(例えば、厚さ5mmの合成樹脂板)を配置する。積層体を圧縮梱包した場合に生ずるシワ、メクレ、角が丸くなる等を防止するため、補強部材を入れることは有効である。このような積層体を、例えばポリエチレン製袋(例えば、厚さ25μm)に入れ、バキューム装置により脱気して圧縮して、仮梱包体を製造する。このようにして製造された仮梱包体を、筒状ポリエチレンフィルム(例えば、厚さ100μm)に挿入し、更に脱気し、梱包体とする。筒状ポリエチレンフィルムは、圧縮梱包後に寸法が復元してしまうのを防止するのに有効である。
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
本発明の第二実施形態においては、前記「引張・ニードルパンチ工程」の前に、グラスウール集合体3の厚さを第一の厚さAから第三の厚さBに圧縮して圧縮集合体104を製造し(「圧縮工程」と言う)、第三の厚さBを有する圧縮集合体104を第二の厚さCを有するグラスウール成形体5とする。
圧縮工程以外は、第一実施形態と同じであるので、説明を省略する。
より具体的には、本発明の第二実施形態によれば、
(1)公知技術によりガラス短繊維を製造し、
(2)公知技術により、ガラス短繊維を堆積して、第一の厚さAを有するグラスウール集合体3を製造し、
(3)該集合体を移動装置15により移動させて、圧縮装置111に供給し、
(4)圧縮装置111において、第一の厚さAを有するグラスウール集合体3を、グラスウール集合体の厚さ方向に圧縮して、第三の厚さBを有する圧縮集合体104とし、
(4)該圧縮集合体104を、圧縮集合体104の厚さ方向と直交する方向に引っ張り、その厚さを第三の厚さBから第二の厚さDに減少させ、
(5)パンチング装置23でニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体5を製造する
ものである。
図5に示したように、第一実施形態と同じ方法により製造されたグラスウール集合体3は、コンベア15により、圧縮装置111に供給される。
圧縮装置111は、図5に示したように、コンベア112Aとコンベア112Bとを有し、グラスウール集合体3は、コンベア112Aとコンベア112Bとの間を通り、そしてこれらコンベアによって、グラスウール集合体3の厚さ方向に圧縮されて、圧縮集合体104とされる。
図示実施例においては、圧縮装置111は、コンベアによってグラスウール集合体を圧縮するものであるが、本発明は、これに限定されるものではなく、複数のローラーを用いて圧縮する加圧ロール式(図6(a))、平板を用いて圧縮する平板プレス式(図6(b))、減圧することによって圧縮するバキューム式(図6(c))等、公知の圧縮手段を用いることが可能である。
また、前述した、熱風、蒸気、熱板等を用いてグラスウール集合体3を加熱することによる、バインダー、水等の乾燥を、該圧縮装置111内にて行っても良い。
圧縮装置111により、圧縮集合体104の厚さBは、グラスウール集合体3の厚さAよりも小さくなる。ニードル破損の最大の原因となるのは、グラスウール集合体の反発力であり、グラスウール集合体の反発力は、グラスウール集合体の密度及び厚さが関係する。グラスウール集合体の密度が同じ場合、厚みが大きい程反発力が大きい。従って、圧縮装置111によりグラスウール集合体3の厚さを小さくして圧縮集合体104とすることにより、前記反発力を減少させ、ニードル破損を防止することができる。
以上のような理由より、好ましくは、圧縮集合体104の厚さBは、グラスウール集合体3の厚さAの2分の1以下とする。
また、好ましくは、圧縮集合体104の厚さBは、グラスウール集合体3の厚さAの10分の1以上とする。グラスウール集合体3を急激に圧縮すると、ガラス短繊維が脆弱でありまた反発強度(圧縮強度)が大きいことより、ガラス短繊維が破壊されるおそれがあるためである。
以上のように、圧縮集合体104の厚さBとグラスウール集合体3の厚さAとは、1/10A ≦ B ≦ 1/2Aが好ましい。
このようにして圧縮された圧縮集合体104の密度は、大きなものとなる。しかしながら、たとえ密度が大きくとも、引伸工程により、圧縮集合体104を構成するガラス短繊維の配向方向が揃えられることとなるので、ニードルが破損することがない。
このようにして得られた圧縮集合体104を、コンベア115を用いて、ニードルパンチ加工機16の供給装置21に供給する。
圧縮集合体104を安定して供給装置21に供給するために、供給ローラー22Aと22Bとの間隔cを、圧縮集合体104の厚さBよりも小さく設定する。
以降、第二実施形態における引張工程、ニードルパンチ加工工程は、第一実施形態と同じであるので、説明を省略する。
上記第一及び第二実施形態では、グラスウール集合体3をそのまま引伸工程、ニードルパンチ加工工程に付することとしているが、グラスウール集合体3を製造した後、これを一時保管し、その後、引伸工程、ニードルパンチ加工工程に付しても良い。例えば、グラスウール集合体3を製造し、ロール巻取機で巻き取ってロール品とし(図7)、このロール品からグラスウール集合体3を引き出して、引伸工程、ニードルパンチ加工工程に付しても良い。グラスウール集合体3は、未だニードルパンチ加工されておらず、従って、グラスウール集合体3の保形性は不十分ではあるが、ロールとすることは可能である。
また、グラスウール集合体3を引伸工程、ニードルパンチ加工工程に付することとしているが、有機質又は無機質製の外被材(フィルム)を被覆した後、引伸工程、ニードルパンチ加工工程に付すことも可能である。FIG. 1 is an overall process diagram schematically showing the entire process of the method for producing a glass wool molded product according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows the needle punch processing machine shown in FIG.
FIG. 3 schematically shows the orientation state of the short glass fibers, where (a) shows a state before stretching, and (b) shows a state after stretching.
FIG. 4 schematically shows the orientation state of the short glass fibers after needle punching.
FIG. 5 is an overall process diagram schematically showing the entire process of the glass wool molded body manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 schematically shows another compression means in the second embodiment of the present invention, where (a) is a pressure roll type, (b) is a flat plate press type, and (c) is A vacuum type is shown typically.
FIG. 7 schematically shows roll winding before stretching according to a modification of the present invention.
Preferred Embodiment In the first embodiment of the present invention,
(1) A short glass fiber is manufactured by a known technique (referred to as “glass fiber manufacturing process”),
(2) A short glass fiber is deposited by a known technique to produce a
(3) The assembly is moved by the
(4) The
(5) The glass wool molded
Is.
A manufacturing apparatus used in the first embodiment of the present invention is schematically shown in FIG.
The manufacturing apparatus used in the first embodiment of the present invention includes a
A known
The fiberizing
The
The
Details of the
The needle
The
In FIG. 2, a pair of supply rollers and a pair of discharge rollers are depicted, but the present invention is not limited to a pair of rollers, and a plurality of pairs of rollers may be used.
In the illustrated embodiment, a roller is used in the
In the illustrated embodiment, a roller is used in the discharging
The
The
The distance c between the
The punching
In the illustrated embodiment, the
<Glass fiber manufacturing process>
In 1st embodiment of this invention, the glass wool molded
First, the molten glass in the
In this case, it is not essential to apply a binder (adhesive) for bonding the short glass fibers to the
Also, in fiberization, short glass fibers are cooled to improve the cotton quality, and in order to protect machines such as cotton collecting belts from high temperatures, water, etc. (mixed with water repellent, etc.) May be applied).
The average fiber diameter of the
<Glass wool assembly manufacturing process>
The manufactured
The basis weight (weight per 1 m 2 ) of the
The
<Tensioning process>
The
In order to stably send the
The
As described above, the rotation speed V2 of the
Since the glass wool aggregate is stretched, the orientation directions of the short glass fibers constituting the glass wool aggregate are aligned. For this reason, even if the density of the glass wool aggregate is high, the
The
Furthermore, since the glass wool aggregate is stretched, the short glass fibers that have become agglomerated can be reduced, and from this point, the processing becomes easy. If the short glass fibers are in a lump shape, when the
Further, since the
The speed V2 of the
The thickness c of the glass wool aggregate 3 (before needle punching) is adjusted and the density thereof is adjusted by the distance c between the
As described above, the distance c between the supply rollers 22 </ b> A and 22 </ b> B is set to be smaller than the thickness A of the
The interval d between the
In the illustrated embodiment, the glass wool aggregate is stretched in the moving direction, but the glass wool aggregate may be stretched in the width direction of the glass wool aggregate (direction from the front to the back of the drawing). In other words, in the present invention, the glass wool aggregate may be stretched in a direction orthogonal to the thickness direction of the
<Needle punch processing>
In the needle punching process, the
The number of needles is selected from the range of 5 to 40 needles / cm 2 depending on the weight, thickness, fiber cotton quality and the like of the
In the illustrated embodiment, needle punching is performed between the
The glass wool molded
Then, a glass wool molded object is cut | disconnected to a desired dimension, and it is set as a plate-shaped article and a roll article. If necessary, a glass wool molded body is coated by applying and curing an organic or inorganic jacket material (film) or an organic or inorganic adhesive.
The glass wool molded
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment of the present invention, before the “tensile / needle punching step”, the thickness of the
Since it is the same as 1st embodiment except a compression process, description is abbreviate | omitted.
More specifically, according to the second embodiment of the present invention,
(1) A short glass fiber is manufactured by a known technique,
(2) A short glass fiber is deposited by a known technique to produce a
(3) The assembly is moved by the moving
(4) In the
(4) Pulling the
(5) The glass wool molded
As shown in FIG. 5, the
As shown in FIG. 5, the
In the illustrated embodiment, the
Moreover, you may perform drying of a binder, water, etc. in the said
Due to the
For the reasons described above, preferably, the thickness B of the
Preferably, the thickness B of the
As described above, the thickness B of the
The density of the
The
In order to stably supply the
Henceforth, since the tension | pulling process and needle punching process in 2nd embodiment are the same as 1st embodiment, description is abbreviate | omitted.
In the first and second embodiments, the
Although the
公知のガラス溶融炉11、繊維化装置12を用いて、平均繊維径が5.5μmのガラス短繊維1を製造し、目付量が1500g/m2、厚さAが300mm、密度が5kg/m3のグラスウール集合体3を集綿ベルト13上に集綿した。このグラスウール集合体3を、5m/分の速度で、コンベア15により、圧縮装置111に供給した。
圧縮装置111により、グラスウール集合体3を圧縮して、厚さBが100mm、密度が15kg/m3の圧縮集合体104を製造した。尚、圧縮集合体104の目付量は、グラスウール集合体3の目付量と同じで、1500g/m2である。
供給ローラー22Aと22Bとの間隔cが9.5mmの供給装置21に、圧縮集合体104を移動した。供給装置21通過直後のグラスウール集合体の厚さは9.5mm、密度は158kg/m3となった。
供給装置21の供給ローラー22A、22Bの速度V1を5m/分、排出装置25の排出ローラー26A、26Bの速度V2を6.5m/分とした。
パンチング装置23のニードル24は、グロッツベッケルト社製のニードル32番手を用い、1cm2あたり18本とした。ニードル24の上下速度は、1分あたり800往復(800rpm)とした。
排出ローラー26Aと26Bとの間隔dは、12mmとした。
以上のような条件で、グラスウール集合体3を引き伸ばし、またニードルパンチ加工して、グラスウール成形体5を製造した。
排出装置25直後のグラスウール成形体は、目付量が1200g/m2と減少し、厚さは12mm(間隔dと同じ)、密度は100kg/m3であった。その後、ガラス短繊維の復元力により、グラスウール成形体5は、厚さが20mm、密度は60kg/m3となった(目付量は変わらず)。また、このグラスウール成形体の熱伝導率を測定した。結果を表1に示す。
比較例1:
排出ローラー26A、26Bの速度V2を5m/分(即ち、供給ローラーの速度V1と同じ)とした以外は、上記実施例1と同じ方法により、グラスウール成形体を製造した。
結果を表1に示す。
The
The
The speed V1 of the
As the
The distance d between the
Under the conditions described above, the
The glass wool molded body immediately after the discharging
Comparative Example 1:
A glass wool molded body was produced by the same method as in Example 1 except that the speed V2 of the
The results are shown in Table 1.
公知のガラス溶融炉11、繊維化装置12を用いて、平均繊維径が5.5μmのガラス短繊維1を製造し、目付量が2000g/m2、厚さAが300mm、密度が6.6kg/m3のグラスウール集合体3を集綿ベルト13上に集綿した。このグラスウール集合体3を、5m/分の速度で、コンベア15により、圧縮装置111に供給した。
圧縮装置111により、グラスウール集合体3を圧縮して、厚さBが100mm、密度が20kg/m3の圧縮集合体104を製造した。尚、圧縮集合体104の目付量は、グラスウール集合体3の目付量と同じで、2000g/m2である。
供給ローラー22Aと22Bとの間隔cが9.5mmの供給装置21に、圧縮集合体104を移動した。供給装置21通過直後のグラスウール集合体の厚さは9.5mm、密度は210.5kg/m3となった。
供給装置21の供給ローラー22A、22Bの速度V1を5m/分、排出装置25の排出ローラー26A、26Bの速度V2を6.5m/分とした。
パンチング装置23のニードル24は、グロッツベッケルト社製のニードル32番手を用い、1cm2あたり18本とした。ニードル24の上下速度は、1分あたり800往復(800rpm)とした。
排出ローラー26Aと26Bとの間隔dは、12mmとした。
以上のような条件で、グラスウール集合体3を引き伸ばし、またニードルパンチ加工して、グラスウール成形体5を製造した。
排出装置25直後のグラスウール成形体は、目付量が1600g/m2と減少し、厚さは12mm(間隔dと同じ)、密度は133.3kg/m3であった。その後、ガラス短繊維の復元力により、グラスウール成形体5は、厚さが25mm、密度は64kg/m3となった(目付量は変わらず)。
また、垂直入射試験法により、各周波数におけるこのグラスウール成形体の吸音率を測定した。結果を表2に示す。
比較例2:
実施例2により得られたグラスウール成形体と同じ密度(64kg/m3)及び厚み(25mm)を有する従来技術のグラスウール成形体(本発明の、グラスウール集合体の引伸を行わずに製造されたもの)の吸音率を、実施例2と同じ方法で測定した。結果を表2に示す。
The
The
The speed V1 of the
As the
The distance d between the
Under the conditions described above, the
The glass wool molded body immediately after the discharging
Further, the sound absorption coefficient of the glass wool molded body at each frequency was measured by a normal incidence test method. The results are shown in Table 2.
Comparative Example 2:
Prior art glass wool molded body having the same density (64 kg / m 3 ) and thickness (25 mm) as the glass wool molded body obtained in Example 2 (produced without stretching the glass wool aggregate of the present invention) ) Was measured by the same method as in Example 2. The results are shown in Table 2.
Claims (8)
グラスウール集合体の厚さ方向と直交する方向に、該グラスウール集合体を引き伸ばし、その厚さを第一の厚さから第二の厚さに減少させ、
該グラスウール集合体をニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体を製造することを特徴とする、グラスウール成形体の製造方法。A short glass fiber is deposited to form a glass wool aggregate having a first thickness,
Stretching the glass wool aggregate in a direction perpendicular to the thickness direction of the glass wool aggregate, reducing the thickness from the first thickness to the second thickness;
A method for producing a glass wool molded product, characterized by producing a glass wool molded product by needle punching the glass wool aggregate.
該移動方向に、該グラスウール集合体を引き伸ばし、その厚さを第一の厚さから第二の厚さに減少させる、請求項1に記載の方法。Moving the glass wool aggregate;
The method of claim 1 , wherein the glass wool aggregate is stretched in the direction of movement and the thickness is reduced from a first thickness to a second thickness.
グラスウール集合体の厚さ方向に、該グラスウール集合体を圧縮して、第三の厚さを有する圧縮集合体とし、
圧縮集合体の厚さ方向と直交する方向に、該圧縮集合体を引き伸ばし、その厚さを第三の厚さから第二の厚さに減少させ、
該圧縮集合体をニードルパンチ加工することにより、グラスウール成形体を製造することを特徴とする、グラスウール成形体の製造方法。A short glass fiber is deposited to form a glass wool aggregate having a first thickness,
In the thickness direction of the glass wool aggregate, compress the glass wool aggregate to obtain a compressed aggregate having a third thickness;
Stretching the compressed assembly in a direction perpendicular to the thickness direction of the compressed assembly, reducing its thickness from a third thickness to a second thickness;
A method for producing a glass wool molded product, characterized in that a glass wool molded product is produced by needle punching the compressed assembly.
該移動方向に、該圧縮集合体を引き伸ばし、その厚さを第三の厚さから第二の厚さに減少させる、請求項4又は5に記載の方法。Moving the compressed assembly;
6. A method according to claim 4 or 5, wherein in the direction of travel, the compressed assembly is stretched and its thickness is reduced from a third thickness to a second thickness.
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