JP4903354B2 - 鉱物繊維から形成されるフェルト製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明グラスウール、ロックウール等の鉱物繊維から形成されるフェルトの成形に関する。
【０００２】
従来鉱物繊維フェルトは、ガス流れにより運搬される繊維をコンベアに堆積させることにより連続的に作られている。コンベアが繊維を保持し、ガスは通過するようになっている。
【０００３】
繊維は、コンベアに堆積される前に、液状で使用されかつ繊維を一体に接着する組成物で塗膜され、実質的に形成されたフェルトに粘着力が与えられるようになっている。続いて、組成物はフェルトに対して実施される熱処理により架橋結合され、そのフェルトは事前に所望する厚さと密度とに調整されたものである。
【０００４】
さらに一般的に断熱特性が要求されていて、時には非常に特殊な機械的性質を必要とされることもある。このことは、例えば煉瓦要素を支持する製品従って大きな圧縮力に耐えねばならない製品の場合であって、その製品は平な屋根の断熱用に使用される要素のようなものである。このことは、引裂力に耐えることができなければならない外部断熱材として使用される製品の場合でもある。
【０００５】
これらの特殊な性質と後述する他の性質とを有している製品を得るために、従来のフェルト形成方法を修正する必要がある。
【０００６】
受け入れコンベアあるいは同様の部材へ繊維を堆積することにより、フェルトを形成することは、すべての方向に均一でないもつれを招いている。
【０００７】
繊維は受け入れ面に平行になる傾向にあることが、実験的に判明した。この傾向はより長い繊維であればあるほど強いものである。
【０００８】
フェルトのこの構造は断熱特性と長手方向における引張強度にとって好ましいものである。従って、そのような構造は多岐にわたる使用において利点となるものである。しかしながら、例えば製品が厚さ方向における圧縮あるいは引裂きに耐えねばならない場合、そのような構造はベストなものではない。
【０００９】
これらのフェルトの圧縮強度を改善するために、一つの解決方法は、フェルトが形成される受け入れ部材における単位表面積当りの繊維質量を増加することによりフェルトの密度を増大することである。堆積可能な単位面積当りの繊維質量が限定されているという事実のみならず、受け入れ部材における繊維のビルドアップはガス流れを急速に妨げ、従って繊維の正しい形成を継続することが妨げられ、そのことが引裂き抗力のような他の特性改善を可能としていない。
【００１０】
既に提案されている他の解決方法は、繊維の方向がフェルト平面内にあるのでなく、フェルトに直交する平面内にあることを保証することにある。この構造は例えばフェルトにプリーツを形成することにより達成されている。これらのプリーツは、所望する最終厚さ方向により長いあるいはより短かいフェルトを連続的な層に配列することにより、又はフェルトを長手方向に圧縮することにより、得ることができる。望ましい条件下における圧縮作用により、フェルトは波形に形成される。引き続いて実施される粘着組成物の熱処理が、このプリーツ構造体を永久的なものに加工している。
【００１１】
フェルトの厚さ方向に向いた従って形成された繊維の方向は、圧縮強度及び引裂強度を実質的に改善することを可能にしている。しかしながら、この構造体は長手方向の引張強度に対し不利なものであって−フェルトが広がる傾向となり−あるいは曲げ強度に対して不利なものである。
【００１２】
厚さ方向における繊維の配列は、幅が所望するフェルトの厚さに一致しているフェルトの細片のアセンブリによりもたらされるものでもあって、各細片は、繊維が形成されたフェルト面に直交する平面内にあるように配列されている。細片は、フェルトの片面あるいは両面を覆っているコーティングあるいは膜により、お互いに対して保持し合っている。選択的に、細片は細片の表面を介してお互いに直接的に接着されていてもよい。
【００１３】
この比較的複雑な技術、いわゆる“ストリップ−ウェブ（ｓｔｒｉｐ−ｗｅｂ）”を用いて製造されたフェルトは、主に大口径管の断熱用に使用されている。この用途に関しては、曲がりかつ巻けることのできる製品の特質は、短所ではなく、とくに望ましいものとなっている。
【００１４】
この問題における一つの解決方法は、出願者による欧州特許第１３３０８３号明細書に開示されている。この以前の発明の目的は、前述の短所を招くことなく、従ってプリーツの形成あるいはフェルト細片の配列なしに、機械的性質、とくに製品の厚さ方向における圧縮強度と引裂強度とが改善されたフェルトを提供することであり；さらに前記フェルトの機械的性質及び断熱特性は満足すべきものとなっているである。
【００１５】
このために、対応する表面プリーツを形成することなく、出来るだけ変化した方向の繊維を得るべく試みが行なわれてきた。この従来技術によるフェルトは、少なくとも一回好ましくは二回の長手方向圧縮操作を受けている。
【００１６】
そのような製造技術に関する問題は、完成フェルトの均一性、とくに表面の均一性にある。これは、クラック、フラクチャー・イニシエータ（fracture initiator）及び／又は局所スエリングが表面で観察されることによるものであって、アセンブリの魅力のない外観を述べるまでもなく、これらは機械的・熱的挙動に関して効果がなく欠陥である。
【００１７】
この問題は、コンベアベルトと架橋結合用炉との間の領域において発生している。
【００１８】
この領域において、フェルトはもはや圧縮されずに、ゆるむ傾向となっている。
【００１９】
前述の特許は、フェルトの保持継続を保証するために、この領域にすべり台を備えている。しかしながら、すべり台は、こわれやすく追加的な要素であって、さらに高温である、炉の真近に取りつけられている。さらに所望する継続性を保証するように完全に取りつけられねばならない。実際、この解決方法は実行可能なものではなく、さらにすべり台は解決方法以上に多くの問題を有していて、このことが実質的にこの解決方法を採用せずに、他の解決方法、すなわち本出願の主目的を構成している解決方法を採用する理由である。
【００２０】
本発明は、前述の問題を完全に解決する確実で簡単な解決方法により構成されている。
【００２１】
従って本発明の主題は、架橋結合される鉱物繊維から形成されるフェルト製造装置であって、フェルト製造装置が、お互いに対向して配列されかつ少なくとも一方向に前記フェルトを圧縮するようになっている、下段コンベアと上段コンベアとにより構成された少なくとも一対のコンベアと、フェルトがコンベアを通過後にフェルトを熱処理するための手段と、を具備している。
【００２２】
本発明によるフェルト製造装置が、コンベアと熱処理するための手段との間に配列されかつこの領域でのフェルトへの減圧を防止するようになっている少なくとも一つの手段をさらに含んでいて、前記手段が少なくとも一つのカムと熱処理手段とを具備し、該カムはコンベアと熱処理手段との間の一定で最小の距離を保つために適切な形状であって、該熱処理手段において、該コンベアの少なくとも一つが熱処理手段の一つの要素へ剛に接続されている。
【００２３】
とくに、コンベアの少なくとも一つが、シリンダのような手段により前記カムに対して押しつけられている。
【００２４】
カムが熱処理手段の一つの要素に剛にリンクされていて、前記要素は垂直方向及び／又は水平方向に移動することが可能である。水平方向の移動は、熱膨張を補償することを可能にしている。
【００２５】
本発明の実施例の一つにおいて、下段コンベアがリンク用手段を介して熱処理手段（１３）の一つの要素へ剛に接続されている。
【００２６】
本発明実施例の一つにおいて、前記カムが、熱処理手段のホイールの曲率に実質的に同一な曲率の湾曲部を有していて、前記ホイールがカムに対向して取りつけられている。
【００２７】
カムが、湾曲部の下方で垂直になっている直線部をさらに有していて、カム（１４）は上段コンベアへ係合している。
【００２８】
上段コンベアと、カムと、カムがリンクしている熱処理手段１３の該一つの要素とは、種々の厚さのフェルトを製造可能なように垂直方向に移動することができる。
【００２９】
本発明は、さらにある大きさの鉱物繊維から形成されるフェルト製造方法に関するものであって、フェルト製造方法が、該鉱物繊維を少なくとも一方向に圧縮する段階と、続いて鉱物繊維を安定化するために熱処理する段階と、を含んでいる。
【００３０】
フェルト製造方法が、圧縮手段と熱処理手段との間の一定で最小の距離を保つために適切な形状であるカムにより、圧縮する段階と熱処理する段階との間において鉱物繊維を減圧防止する段階をさらに含んでいることを特徴としている。
【００３１】
圧縮手段の少なくとも一つが前記カムに対して押しつけられている。
【００３２】
例示的に、前記フェルトが長手方向及び／又は厚さ方向に圧縮される。
【００３３】
利点のあることに本発明は、１０mmと５００mmとの間の厚さを有するフェルトを製造することを可能にしている。
【００３４】
圧縮手段と炉の入口との間の最小距離が約５mmである。
【００３５】
例示であって限定を意味するものではない以下の説明を添付図面を参照して読むことにより、本発明における、さらなる特徴と詳細と利点とが明瞭になる。
【００３６】
図１は本発明が使用される装置全体との関係を示している。
【００３７】
本図は、ロックウールあるいはグラスウールとも呼ばれる鉱物繊維から作られるフェルト６の製造ラインを概略的に示している。公知な方法においてそのようなラインが繊維２を形成することを意図した一台以上の紡糸装置１を備えており、その繊維２は一台のあるいは複数台の紡糸装置１から受け入れチャンバ３へ投入され、その受け入れチャンバ３のベースは、繊維が落下するコンベア４に取りつけられている。
【００３８】
好ましくは、一つ以上の真空ボックス５がコンベア４の下方に配置されていて、繊維をコンベア４上に吸引し圧縮している。
【００３９】
従ってウェブあるいはフェルト６が形成され；フェルト６はチャンバ３を出る際、繊維をその厚さ方向に圧縮する二台のコンベア７，８の間に取り込まれる。
【００４０】
続いてフェルト６が、一対の上流コンベア９，１０及び一対の下流コンベア１１，１２を通過することにより、長手方向に圧縮されていて、一対の下流コンベア１１，１２の速度は一対の上流コンベア９，１０の速度より遅くなるようになっている（コンベアを通過するフェルト６の移動に対して）。
【００４１】
フェルト６は、圧縮されると炉１３に直接導入されていて、その炉１３内において熱処理が結合剤を架橋結合しかつ製品を安定化させている。本発明の範囲を逸脱することなく、他の熱処理が意図されてもよい。
【００４２】
さらに、炉を出る場合フェルトは使用目的に応じて切断あるいは包梱されてもよい。
【００４３】
本発明のベースとなる問題は、フェルト６が炉１３に導入される前方で下流コンベア１１，１２の出口である。
【００４４】
これは以下の理由によるものであって、その点においてフェルト６が緻密に圧縮−その密度は通常約１００kg／ｍ³ −されていて、そのためにフェルト６が下流コンベア１１，１２と炉１３との間にあるギャップ内でほぐれる傾向があることである。
【００４５】
前述したように、この問題を改善するために種々の解決方法が提案されてきた。
【００４６】
本発明は、図２に詳細が図示されていて、この問題を新規で進歩性のある予想だにされない方法で解決するものである。
【００４７】
本図は、下流コンベア１１，１２及びフェルト６を詳細に示すもので、そのフェルト６はコンベア間を矢印方向に移動している。
【００４８】
炉１３は細線で模式的に示されている。
【００４９】
本発明による手段１４がコンベア１１，１２と炉１３との間に配置されていて、その手段１４は、この領域でのフェルト６への減圧を防止しており、その手段１４は少なくとも一つのカムを備えていて、そのカムの形状はコンベア１１，１２と炉１３との間を一定でかつ最小距離に保つために適切なものである。
【００５０】
このために、例えば一台以上のモータ（図示されていない）により作動されるシリンダ（図示されていない）により、上段コンベア１２がカムに押しつけられている。この配列が種々の要素のいずれの膨張をも吸収している。さらにシリンダは作動位置がどこであろうとコンベアのチェーンをぴんと張っている。さらに上段コンベア１２は垂直に移動可能であり、従って種々の厚さのフェルト６を製造することを可能にしている。
【００５１】
好ましくは、カム１４が炉の静止要素（図示されていない）に剛にリンクされているけれど、製造するフェルトの厚さ方向において垂直に移動されてもよい。
【００５２】
前記コンベア１１をカム１４に対し押しつけたために及び／又は炉１３に配設されたウェブと同一レベルに保つために、シリンダ（図示されていない）が、下段コンベア１１の下流側に備えられていてもよい。
【００５３】
さらに、下段コンベア１１は、１８で模式的に示すリンクを介して炉の静止要素へ剛にリンクされている。
【００５４】
本発明のさらなる特徴は、上段コンベア１２の下流側における三つの位置（ａ），（ｂ）及び（ｃ）を示す、図３により理解されるであろう。下段コンベア１１の下流側は、高さ方向にわずかに調節出来るだけであって；その垂直移動幅は、単に炉１３におけるコンベアベルト（図示されていない）に関する調節を目的としたものである。
【００５５】
位置（ａ）及び（ｂ）の場合、カム１４は実線で示す第一位置にある。
【００５６】
これらの状態は製造するフェルトの最小厚さ及び最大厚さに一致している。
【００５７】
位置（ｃ）は、コンベア間の最大離間位置である。本位置はメインテナンス位置であって、カムは位置Ｃ２にあり炉１３の上段ロールは位置Ｃ１にある。
【００５８】
すべての位置において、上段コンベア１２の下流側はカム１４に対し押しつけられていて、そのカム１４は炉１３の上段ロールのような要素に剛にリンクされており、従ってコンベア１２を前記ロールから一定距離に保っている。処理するフェルト６の厚さがどのようなものであっても、カム１４の形状は、上段コンベア１２を炉１３から最小距離に保つことを可能にしている。
【００５９】
この形状は、上方に湾曲部分１４２がある垂直直線部１４１で構成されていて、その湾曲部分１４２の曲率は炉１３の上段ロールの曲率に近いか同一である。直線部分１４１は、上段コンベア１２の下方位置における端部領域の高さを越えて延在し、同様に下段コンベア１１の端部領域の高さを越えて延在している。
【００６０】
当然のことであるが、この形状は例示的に示されたものであって、本発明の範囲を逸脱することなく他のカム形状が使用されてもよくて、それらの形状は炉１３に対して最小離間位置を保つ機能を満たしているものである。
【００６１】
例示として、コンベア１１，１２の上流側におけるフェルトの密度は約１０kg／ｍ³ である。炉１３を出る際、密度は通常１０kg／ｍ³ と２０kg／ｍ³ との間である。
【００６２】
コンベア９，１０に入る際のフェルトの厚さは２４０mmと１２００mmとの間であって；最終的に、すなわち炉１３の入口においてフェルトの厚さは２０mmと３０mmとの間であってもよい。最終製品の厚さは１０mmと５００mmとの間であってもよい。
【００６３】
繊維の長さは非常に変化し；その直径は３．５μと５μとの間である。
【００６４】
コンベアにおけるフェルトの速度は１．５ｍ／min と４０ｍ／min との間であってもよい。
【００６５】
図４は上段コンベア１２の下流側を示している。このコンベアは炉へフェルトを供給する側が示されていて、炉は図示されていない。このコンベアはコンベアの場合フェルトに直接接触する金属製リンクベルト４１を備えていて、前記ベルト自身は、図４には示されていないがベルト下方でＸ−Ｘ′軸に取りつけられたチェーン・スプロケットにより駆動されており、前記チェーン・スプロケットは、その一つが駆動チェーン４２により駆動される歯車を備えており、前記チェーン自身は、コンベアのフレーム４５へ固定的に取りつけられたモータ４ヶにより駆動されている。二つの円筒状カム従動率４３（例えば１２０mmの直径である）がフレームの両側各々に取りつけられている。各従動車の円周は従動車の軸（すなわちＸ−Ｘ′軸）周囲を自由に回転可能である。本発明によるカム１４へ接触するようになっているものはこれらの従動車である。従動車は対応するカムにおける軸受であるけれど、従動車の円周が回転自由であるという事実は、コンベアの位置が垂直方向に修正される場合におけるいずれの摩擦をも限定している。
【００６６】
図５は、コンベアの下流から来るフェルトを受入れるようになっている装置の部分の斜視図であり、その一部分は図４に示されている。図５は炉の上段受け入れ用ロールの左手部分だけを示している。右手部分は左手部分と対称的あることは想像されるに違いない。本出願明細書において、簡略化のために、用語“ロール”は、運搬装置における端部を表わしていて、その運搬装置はコンベアの下流側から来るフェルトを受け入れている。図５に示すように、（穴あき金属薄板）５１が、フェルトを受け入れかつ炉に送り込んでいる。これらの薄板はスプロケット（図示されていないが、薄板の下でローラの軸の中にある）により駆動されていて、前記スプロケットがリンクチェーン５３とローラ５４とを駆動している歯車５２を備えており、薄板は前記チェーンに取りつけられている。図５は、図４に示すカム従動車４３を受け入れるようになっている本発明によるカム１４を示している。このカムが炉のフレームに取りつけられかつ固定的に接続されている。そのカムに対して、図５には示していないが装置の右手部分に対称的に取りつけられた他のカムがある。他のカムは図４に示す左手カム追従車４３を受け入れるようになっている。例示のこれらのカムは４０mmの幅（図５における“Ｘ”）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による装置を具備しているフェルト製造プラントの概略配置図の一例である。
【図２】 図２は、本発明による装置を具備しているプラントの部分図である。
【図３】 図３は、本発明による装置の、運転状態の数例の概略図である。

Claims (12)

1. 架橋結合される鉱物繊維から形成されるフェルト（６）製造装置であって、お互いに対向して配列されかつ少なくとも一方向に前記フェルト（６）を圧縮するようになっている、下段コンベア（１１）と上段コンベア（１２）とにより構成された少なくとも一対のコンベアと、フェルト（６）がコンベア（１１，１２）を通過後にフェルト（６）を熱処理するための炉（１３）と、を具備しているフェルト（６）製造装置において：
   フェルト製造装置が、コンベア（１１，１２）と熱処理するための炉（１３）との間に配列されかつこの領域でのフェルト（６）への減圧を防止するようになっている少なくとも一つの手段（１４）をさらに含んでいて、前記手段が少なくとも一つのカム（１４）と炉（１３）とを具備し、該カム（１４）はコンベア（１１，１２）と炉（１３）との間の一定で最小の距離を保つために適切な形状であることと、該炉（１３）において、該コンベアの少なくとも一つが炉（１３）の一つの要素へ剛に接続されていることと、を特徴とするフェルト製造装置。
2. コンベア（１１，１２）の少なくとも一つが、シリンダ手段により前記カム（１４）に対して押しつけられていることを特徴とする、請求項１に記載のフェルト製造装置。
3. カム（１４）が炉（１３）の一つの要素に剛にリンクされていて、前記要素は垂直方向及び／又は水平方向に移動することが可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフェルト製造装置。
4. 下段コンベア（１１）がリンク用手段（１８）を介して熱処理手段（１３）の一つの要素へ剛に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェルト製造装置。
5. 前記カム（１４）が、炉（１３）のホイールの曲率に実質的に同一な曲率の湾曲部（１４２）を有していて、前記ホイールが該カムに対向して取りつけられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフェルト製造装置。
6. カム（１４）が、湾曲部（１４２）の下方で垂直になっている直線部（１４１）をさらに有していることと、上段コンベア（１２）はカム（１４）に押しつけられていることとを特徴とする、請求項５に記載のフェルト製造装置。
7. 上段コンベア（１２）と、カム（１４）と、カム（１４）がリンクしている炉（１３）の該一つの要素とは、種々の厚さのフェルト（６）を製造可能なように垂直方向に移動することができることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載のフェルト製造装置。
8. 架橋結合される鉱物繊維から形成されるフェルト（６）製造方法であって、該鉱物繊維を少なくとも一方向に圧縮する段階と、続いて鉱物繊維を安定化するために熱処理する段階と、を含んでいるフェルト製造方法において：
   フェルト製造方法が、下段コンベア（１１）及び上段コンベア（１２）と炉（１３）との間の一定で最小の距離を保つために適切な形状であるカム（１４）により、圧縮する段階と熱処理する段階との間において鉱物繊維（６）を減圧防止する段階をさらに含んでいることを特徴とするフェルト製造方法。
9. 上段コンベア（１２）が前記カム（１４）に対して押しつけられていることを特徴とする、請求項８に記載のフェルト製造方法。
10. 前記フェルト（６）が長手方向及び／又は厚さ方向に圧縮されることを特徴とする、請求項８又は９に記載のフェルト製造方法。
11. １０mmと５００mmとの間の厚さを有するフェルト（６）を製造するための、請求項８又は９に記載のフェルト製造方法。
12. 下段コンベア（１１）及び上段コンベア（１２）と炉（１３）の入口との間の最小距離が約５mmであることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のフェルト製造方法。

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