KR0131319B1 - 광물 섬유 수집 방법 및 수집 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광물 섬유 수집 방법 및 수집 장치

제1도는 본 발명에 따른 방법의 원리를 도시하는 개략적인 다이어그램.

제2도는 본 발명에 따른 양호한 레이아웃에 따른 수집 모듈의 레이아웃을 도시하는 다이어그램.

제3도는 1차 제품의 평행 조립체를 구비하며 제2도에 따른 두 개의 수집 모듈과 6개의 섬유 머신을 도시하는 사시도.

제4도는 1차 제품이 랩핑(lapping) 머신을 사용하여 조립된 제3도와 유사한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,3 : 섬유 제조 기계 4 : 무단벨트

5,11 : 후드 10,19 : 드럼

24,25 : 1차 제품 32,33 : 랩핑 기계

본 발명은 섬유 제조 기계에서, 광물면 매트를 제조하도록 섬유와 주변 가스, 특히 유도가스나 섬유를 인발하는데 사용되는 가스를 분리하기 위해서 소위 절연 광물 섬유, 특히 유리 섬유를 수집하는 기술에 관한 것이다.

유리 섬유와 같은 광물 섬유를 기초로 한 제품의 주요 제조 단계는 섬유 제조 기계에서 이들을 수집하는 것이다. 특히, 이 동작은 버너와, 공기 유도에 의해 섬유를 분리시키려는 목적을 갖고 있다. 이런 분리 동작은 섬유에는 불투과성이며 가스에는 투과성인 수용 장치를 통해 흡입에 의해 시도 및 시험 방법으로 수행된다.

벨트 수집기라 불리우는 수집 장치의 표준 형태가 예를 들면 미국 특허 제 3,220,812 호에 기술되어 있으며, 여기에는 가스 투과성 단일 무단 벨트형 콘베이어상에 진공실이 배치되거나 양호하게는 독립 진공실을 몇 개나 구비한 일련의 섬유 제조 기계로부터 섬유를 수집하는 것이 제안되어 있다. 이런 수집기 형태에서, 섬유 제조 장치는 비교적 짧은 생산 라인을 허용하는 각 크기 한계에 아주 가깝게 되며 이점은 예를 들어 각 섬유 제조 기계(이하, 섬유 머신이라함)가 둘레 600mm 직경인 경우 9개 이상의 섬유 머신을 생산라인이 수용할 수 있다는 매우 중요한 점이다. 또, 제품 펠트(felt) 밀도만의 하한치는 기계적 강도의 문제점을 표시하며, 따라서 제조가능한 최경량 제품의 제조를 행하게 한다.

그러나, 중량 제품은 본 요약 설명으로부터 알 수 있듯이 많은 문제점을 안고 있다. 여기서 용어 중량 제품은 본 발명의 영역하에 직접 속하지 않는 주조 및 프레스 가공에 의해 제조된 조밀 제품을 제외하고는 5g 당 3미크론의 유리면 제품의 경우 밀도가 2.5Kg/m²이상인 제품을 가리킨다. 이런 제조의 어려움은 생산하려는 매트가 두꺼울수록 무단 밴드의 표면에 부착된 섬유의 양이 많아지고, 그에 따라 가스 투과저항도 커진다는 것이다. 이런 투과성 감소를 보상하기 위해, 가스 압력하에 펠트가 부서지게 되므로 음압(negative pressure)이 높아야 하며 이런 부서짐은 펠트의 저부, 즉 최초 수집된 섬유에서 현저하게 나타난다. 이 때문에 압축후 두께 회복면에서 제품의 기계적 성능은 좋지않게 된다. 질적으로 악화될 가능성은 음압이 8000 내지 9000 Pa 이상 증가할 때 즉시 나타나며, 어떤 장치에서는 200g/m²의 밀도를 가진 매트를 위해 10,000MPa 의 음압이 필요하다.

이런 단점을 해소하기 위해, 가스는 펠트를 손상시키지 않고 섬유 머신의 방향으로 섬유가 역류하는 현상이 일어나는 값으로 음압을 제한하도록 일부만 인출될 수 있다. 이런 가스 역류 현상은 섬유의 양호한 추출에 방해가 됨은 물론, 결합제의 조기 젤리화, 즉 섬유가 아직 분리된 개별 필라멘트이면서 결합제의 중합체화의 위험성을 증가시키므로 덩어리가 되며, 즉 제품의 균일성 및 외관에 해로운 덩어리 섬유의 조밀 조립체를 야기하며 그 열적 저항을 감소시킨다.

펠트를 통한 가스통과 속도의 감소는 섬유 제조 기계를 서로 분리시킴으로써 이뤄질 수 있다. 그러나, 후드의 치수를 증가시키면 공기 유도가 증가되고 따라서 추출 공기량이 증가되기 때문에 실제 이득은 미미하게 된다.

공지의 특허출원 제 EP-A-102 385 호는 다른 모든 섬유 제조 기계에 의해 생산된 섬유를 각각 수용하는 두 개의 부분으로 수집부를 분리하도록 되어 있다. 이 경우에, 수집부는 형성된 두 개의 반부 펠트를 서로 모으도록 서로 마주보는 두 개의 콘베이어로 구성된다. 이런 수집 형태는 제품 기계적 강도를 개선하는 서로 접착된 크러스트의 양면상에 존재하기 때문에 제품 외관이 양호해 진다. 그러나, 이런 수집 장치는 종래의 수집 장치보다 많은 공간을 차지하며 무엇보다도 고밀도에서, 결합제는 반쪽 펠트가 근접하여 제품이 층층이 분리되기 전에 중합체화되는 일이 있다.

수집 동작을 이렇게 세분하는 것은 미국 특허 제 4,120,676 호 등에도 기재되어 있는데, 이는 각 섬유 제조 기계에 하나의 수집 유니트를 결합하고 생산 라인을 각각 얇은 펠트를 만드는 병렬 기본 모듈로서 설계하고 나중에 다른 얇은 펼테를 적층하여 단 하나의 두꺼운 펠트를 형성한다.

이 모듈 설계는 어떤 제품을 제조하더라도 섬유 제조 조건을 일정하게 유지할 수 있게 한다. 그러나, 최경량 제품은 비용이 많이드는 이론적 용량하에 사용된 라인으로 얻을 수 있다.

광물면 제조 라인을 모듈화하는 다른 예는 랩핑 장치와 조합한 소위 드럼형 수집장치에 의해 제공된다. 미국 특허 제 2,785,728 호에 제시된 경우에, 드럼형 회전 부품상에 수용되게 된다. 저밀도 1차 제품은 천공된 표면 가스가 드럼 내측에 배치된 적당한 장치에 의해 인출되는 양방향으로 회전하는 한쌍의 드럼으로 구성되는 하나 또는 두 개의 섬유 제조 기계와 마주보는 수집 장치에 의해 마련된다. 1차 제품은 드럼간에 형성되어 랩핑 장치에 의해, 즉 소망의 고밀도 펠트가 얻어지는 콘베이어상에 열십자형 층의 1차 제품을 부착하는 진자(pendular) 장치에 의해 수집전에 수직 하강한다.

이 모듈 수집장치는 저밀도 펠트와 대칭으로 시작되는 광범위한 제품을 이론적 목표로 하여 설계된다.

그러나, 이런 것은 초기 비용이 많이들고 게다가 관련 장비(특히 흡입 및 세척 장치)의 수가 증가된다. 또, 수집 장치를 분리하는데 사용되는 수단은 섬유 제조 기계간의 간격을 넓게해야 하고, 따라서 섬유 제조 기계의 수자가 증가함에 따라 상당히 긴 제조 라인이 되게 한다.

또, 비슷한 제품을 층별로 분리하고 동일하지도 않게하여 저밀도 펠트 제조를 할 수가 없다. 이리하여 랩핑장치는 적어도 100g/m²의 1차 제품을 제안하는데, 이는 특히 진자 운동을 견디기 어려우며 또 펠트의 모든 점에서 동일수의 층으로 적절한 분배를 가능케하도록 충부한 수의 적층된 층을 견디지 못한다.

또, 섬유 덩어리가 생기는 방법으로 시스템적으로 작동하면 섬유 제조 변수의 재생성 및 그에 따른 적정화를 가져오는 조건에서 작업할 수 있지만, 무엇보다도 섬유 제조 기계 조작자가 예를 들어 1 내지 10의 범위의 섬유 재료를 처리할 특수한 능력을 요하지 않는다.

마지막으로, 동질의 섬유에 대해 저밀도 제품을 저렴한 가격으로 구입할 수 있다. 따라서 생산 라인이 최소톤수를 생산하는 조건을 선택하도록 하지 못한다.

본 발명의 목적은 광물면 펠트 제조 설비를 위한 수집장치의 새로운 설계에 있으며, 동일 생산 라인에서 제조할 수 있는 제품의 범위를 넓히는 것을 목표로 하고, 이런 범위의 확장은 얻어진 제품의 질을 유지 또는 개선하면서 제조 라인의 다목적 특징을 증가하기 위해 저밀도 및 고밀도 방향으로 연장된다. 제조된 제품의 범위는 예를 들어 300g 내지 4000g/m²로 연장되며 랩핑 장치와 결합하면 그 이상이 된다.

본 발명은 광물면 매트를 제조하는 것과 관련된 한 세트의 섬유 제조 기계에 의해 제조된 가스와 섬유를 분리하는 수집 방법을 제안하는 것이며, 이에 따른 방법에서, 섬유는 가스를 인출하여 수집되고, 또 각 섬유 제조 기계는 자체 수집영역(Zi)을 가지며, 다른 수집 영역(Zi)에 수집된 섬유는 하나 이상의 영역(Zi)에 의해 수집 영역 외측으로 배출되고, 이 수집 방법은 수집 영역(Zi)의 표면적이 상기 콘베이어 벨트를 따라 밀도가 증가함에 수반하여 증가된다는 사실에 의해 특징을 갖는다.

다시말해서, 섬유 제조 기계가 최종 성형 구역에 가까워질수록 그에 할당된 수집 영역은 커지며 이는 섬유 제조 기계로부터 가장 먼 섬유의 동일 콘베이어 벨트상에 부착되므로 가스 통과에 대한 저항이 커지는 것을 보상한다.

이 방법은 일정한 역류율에서 작동하는 것이 좋다.

역류율은 수집 레벨에서 인출되지 않은 가스의 비율을 의미한다. 양호하게, 이 비율은 0 이며, 이는 청구범위 제1항에 따라 라인의 하류의 섬유 제조 장치에서는 더욱 그렇다. 수집 표면은, 이 때문에 수집 벨트를 형성하는 콘베이어 벨트에 의해 한쪽에서 근접하는 것이 좋다. 이렇게 가스통과에 대한 저항이 증가되는 것은 상류의 섬유 제조 기계로부터 섬유의 부착에 의한 것이다(1차 제품 공급 방향으로 배향된 라인을 계속 고려한다). 본 발명에 따른 수집 장치는 여러개의 섬유 제조 장치 및 3 개 이상의 섬유 제조 장치에 공통되는 수용장치라는 것을 주목해야 한다. 따라서 생산라인당 수집장치의 갯수는 2개 이상을 넘지 못하며, 이는 과도한 모듈화의 단점을 회피하는 것이다.

한편, 고밀도 영역내의 수집 표면적을 증가시키면 예를 들어 4000 Pa 미만, 즉 미크론 측정에서 3 내지 5g인 유리섬유 등의 양질 섬유에서 손상을 볼 수 있는 수준보다 훨씬 낮은, 비교적 낮은 음압 수준을 유지할 수 있어 좋다.

양호하게, 모든 수집 표면에 대해 동일 수준의 음압으로 작동하도록 선택된다. 다시말해 한 수집 영역부터 다른 수집 영역까지 완전히 보상되며, 펠트의 적은 투과성은 다른 섬유 제조 기계로부터 이미 부착된 펠트이 두께에 따른 것이며, 이는 도입 부분에서 설명한 바와 같이 가스의 일부만이 인출되어 불균일한 덩어리 형성 및 그에 따라 하급 제품을 얻을 수 있는 섬유의 역류를 초래하기 때문에 가스 흡입에 대한 위험성이 없다.

특히, 본 발명은 섬유 낙하 높이가 어느 섬유 제조 기계로부터 나온 것이냐에 따라 달라지는 경우, 즉, 콘베이어 벨트가 수평이 아니라 볼록한 궤도를 갖는 모든 경우도 고려한다. 본 발명에 따르면, 수집 영역(Zi)의 표면적은 섬유가 이들 수집 영역(Zi)에 도달하도록 이동해야 하는 평균거리만큼 증가한다.

양호하게, 섬유 제조 기계의 위치의 변경은 하지 않는 것이 좋으며, 이들 섬유 제조 기계로부터 나오는 토리(tori;섬유 및 공기)의 치수도 변경치 않는 것이 좋지만, 토리의 회전축과 비교해 수집면의 직각에 대한 경사 각도는 변경 가능하다. 이 경사 각도가 클수록 토러스(torus)에 의해 가로질러진 콘베이어 벨트면이 커지며, 이리하여 섬유 제조 기계의 중심 거리를 변경하지 않고도 본 발명을 실행할 수 있게 된다.

양호하게, 경사 각도는 최종 펠트 품질에 악영향을 끼칠 수 있는 예각을 피하기 위해 계속 변경하는 것이 좋다. 다른 섬유 제조 기계로부터 나오는 섬유가 부착된 수집 벨트는 적어도 끝부분이 볼록곡선, 예를 들어 포물선인 궤도에 따르게 된다.

최고밀도 영역에 배치된 두 섬유 제조 기계사이의 중심거리 증가 및/또는 섬유 제조 기계 회전 축선의 점진적 경사를 가진 볼록 수집면을 사용할 수도 있는, 이들 두 방법은 모두 수집 영역의 표면적을 증가시키기도 한다.

양호하게, 섬유 제조 기계는 예를 들어 3 또는 4 개의 많은 수집 모듈을 형성하는 그룹으로 나뉘어지며 따라서 각 모듈은 자체 관련 1차 제품을 가지며 형성된 모든 1차 제품은 결합제 중합체와 오븐내로 단일 펠트 형태로 변화되기 전에 조립된다. 일반적으로, 대량 생산 라인에서도 기껏해야 2개의 수집 모듈만이 필요할 뿐이다. 따라서, 수집은 모듈화되지만 전술한 예보다 작은 비율로 극히 제한된 방법이 된다.

경우에 따라서는 수집 모듈을 모든 섬유 제조 기계에 단일 유리 공급 채널을 앞뒤로 직렬로 정렬시키거나 이 경우 수집 모듈만큼의 용융 유리 공급 채널을 병렬로 배열할 수 있다. 그 후에, 1차 제품은 평행층 또는 십자층으로 적층되어 재조립되며 두 적층 방법사이의 선택은 필요한 최종 제품 밀도에 따라 행해진다.

하나가 아니라 두 개의 대향 및 대칭 수렴 수집 벨트를 각 수집 모듈에 장착하는 것도 좋으며, 하나 또는 다른 벨트상에 부착된 섬유는 두 개의 수집 벨트의 공통 외측에서 단일 펠트로서 재조립된다.

수집 벨트를 구동하는데 필요한 힘은 각각에 부착된 섬유 덩어리에 의존되며, 두 개의 수집 벨트의 속도를 간단하게 동기화시키는 각 수집 벨트에 속도를 간단하게 동기화시키는 각 수집 벨트에 대해 동등부분으로 섬유 제조 기계의 소를 나누는 것이 좋으며 동기화는 두 개의 성형 1차 제품이 서로 겹쳐서 미끄러지는 것을 회피할 필요가 있다. 섬유 제조 기계의 수가 많은 경우에, 최종 섬유 제조 기계는 두 개의 수집 벨트사이의 섬유로부터 나오는 토러스의 대칭은, 수집 벨트를 설치하도록 선택하여 대칭 평면이 중앙 기계의 토러스의 대칭축을 함유하도록 두 개의 동등부분으로 분할할 수 있게 해준다.

수집 벨트의 궤도에 의해 추적된 곡선은 원형이 양호하며, 원형 궤도는 모든 수집 영역내에서 동일한 음압이라고 가정하여 계산된 적정 궤도는 아니지만 실제적인 면에서 장착하기 쉬운 경우의 것을 취한 것이다. 이 경우에, 하나 이상의 드럼의 주변 표면 영역을 구성한다.

더욱 양호한 실시예는 1차 제품이 두 드럼 사이에 형성된, 3개의 섬유 제조 기계의 그룹당 2중 드럼을 가진 수집 모듈이다. 생산 라인이 n×3 개의 섬유 제조 기계로 구성될 때, n개의 1차 제품을 형성하고 섬유를 결합하는데 사용되는 수지를 중합체화하기 전에 단일 매트로 재조립된다.

다른 모듈로부터 나오는 1차 제품의 재조립은 평행층으로 적층하여 전술한 바와 같이 얻어진다. 드럼사이의 수직 평면내에서 제조된 1차 제품은 거의 드럼 인접 하방에 있는 수평 콘베이어상에 조립되어 이들 1차 제품의 수명(life span)은 완성된 제품이 별개의 층으로 분리하게 되는 현상은 일어나지 않는다. 1차 제품은 랩핑 장치를 사용하여 조립될 수 있다.

이렇게 형성된 수집 형상, 즉 두 드럼당 3개의 섬유 제조 기계로된 형상은 상업적으로 알려진 바와는 매우 다르며 수집면을 두 개의 수집 벨트(1 기계 2 드럼)로 분할하거나 각 기계에 수집면 구역으로서 작용하는 콘베이어 벨트 또는 어떤 콘베이어 벨트도 각종 섬유 제조 기계에는 공통되지 않게할 수도 있다. 실제로, 단일 생산 라인에 대한 수집 모듈의 수를 감소시키는 잇점이 당장 나타나며 본 발명에 따른 양호한 해결책은 많은 장점을 제공한다.

본 발명에 따르면 각 수집 장치는 3개의 섬유 제조 기계로부터 정상적으로 공급되며 최소밀도는 예를 들어 6개의 섬유 제조 기계의 라인으로 얻어지는 최소 밀도는 단 200g/m²이며, 이는 기계적 강도의 이유에서 적어도 100g/m²의 1차 제품을 의무적으로 생산해야 한다는 것을 이해해야 한다.

비교하면, 섬유 제조 기계당 2개의 드럼형의 수집 장치 또는 2 섬유 제조 제조 기계에 대해 2개 드럼이 있는 형태는 그 밀도가 적어도 600 또는 300g/m²인 광물면 매트를 형성하지 못한다. 사실, 이 200g/m²의 하한치는 경량이라는 면에서 현재 판매되는 제품의 한계보다 낮은 것이다.

또, 드럼은 삼유 제조 기계의 능력에 적절히 대응하는 고품질 제품을 수집하는 매우 큰 수집면 영역을 구성한다. 본 발명의 출원인은 수집 라인의 정체 속도를 제한하는 비교적 낮은 속도의 공지된 단점을 랩핑 머신에 시스템적으로 의지하는 고밀도 1차 제품을 직접 생산하는 것이 완전히 가능하다.

본 발명의 특히 유리한 다른점은 흡입의 효율이 커질수록 펠트는 냉각이 강화되며, 펠트가 냉각될수록 중합체화 오븐을 통과하기 전에 결합제가 중합체화 되는 일이 적어져서 기계적 강도가 더 나은 최종 제품을 얻게되며 너무 조기에 중합체화되는 섬유를 결합하는데 효과적으로 작용하는 수지의 대부분이 실제로 총체적을 낭비되고 펠트의 두께는 아직 방법의 이 단계에서 제어되지 않는다. 이런 저온은 아교물(size)의 증발이 적어지게 하며, 따라서 최종 제품에는 다량이 발견되게 되고 매연 오염 방지 비용을 감소시킨다.

각 드럼은 예를 들어 축방향 안내 역할을 하도록 맞붙은 한 쌍의 롤에 의해 구동되는 것이 좋으며, 각 쌍은 그 축선상에 설치된 모터에 의해 회전이 제어되는 구동롤과 자유롤(free roll)로 구성되며, 이 롤들은 양호한 마찰계수를 부여하는 피복되어 있다. 롤에 의해 구동하면 다른 수집 부품의 악화를 초래하지 않으며, 수집실 밀봉을 실현하는 역할을 하고 또 드럼내측의 공간을 완전히 자유롭게 하여 흡입실을 설치하기에 적절하게 된다.

후드의 벽에 부착된 섬유 덩어리에 의해 수집 동작이 정지되는 것을 방지하기 위해, 이 후드는 적절히 냉각하여 벽의 온도가 항상 결합제 중합체화 온도이하가 되게 한다. 또, 후드는 두 부분으로 하는 것이 좋다. 드럼에서 가장 가까운 저부는 드럼 위치에 대응하는 중공부에 끼워진 냉각판으로 구성된다. 상판은 후드에 대해 외부에 있는 세척 장치와 결합된 형태의 회전하는 플랭크 비이터(flank beater)로 만들어서 저부 측벽에 고착된 섬유가 수집 후드의 외측으로 완전히 진공화된다.

한편으로는 후드와 드럼사이의 밀봉을, 다른 한편으로는 내부 흡입실과 드럼사이의 밀봉을 보장하는 가요성 커튼 등의 수단도 제공되며, 섬유 자체는 드럼간의 밀봉을 보장하기에 충분하다.

또, 각 드럼에는 압축공기 송풍 뱅크를 제공하는 것이 좋으며, 송풍 공기 제트는 섬유의 분리 및 드럼 하방의 1차 제품 형성에 도움을 주도록 드럼 출력부를 향하게 된다.

양호하게, 흡입 영역의 섬유 제조 영역에 대한 배치 및 길이 변경 수단도 제공된다. 이들 수단은 예를 들어 드럼의 주위영역을 내부실에 대해 이동시키도록 드럼 회전축상에 중심을 둔 내부실을 회전시키는 장치일 수도 있다.

결국, 수집 모듈에 관련해서, 각각의 1차 제품에 대해, 성형된 각종 1차 제품을 수집하는 수평 콘베이어와 완전 동일한 주변 속도에서 구동되게 하고, 드럼의 주위 속도를 조절하여 1차 제품의 수직 궤도중에 중력 효과하에서 작동하는 섬유 크리이프(creep) 효과를 고려하기 위해 수평 콘베이어의 속도보다 약간 낮게하는 것이 좋다.

또, 흡입실과 드럼 자체에는 특히, 미세한 섬유로 막혀지는 것을 피하기 위해 적절한 세정 및 건조 수단을 제공하는 것도 좋다.

본 발명의 다른 상세 및 바람직한 특징을 이하에 첨부도면을 참조하여 기술하기로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 수집 방법을 도시하는 블록 다이어그램으로서, 일열로 설치된 3개의 섬유 제조 기계(1, 2, 3)를 포함하는 유리면 제조 라인에 사용된다. 이들 섬유 제조 기계(1, 2, 3)는 링 버너에 의해 고속 고온으로 방출되는 원심분리기 축선에 평행인 동심 가스 흐름에 의해 섬유내로 인출되는 필라멘트 형태로 용융재료, 특히 유리가 떠나는 다수의 오리피스를 가진 주변부 주위에 장착된 고속 회전 원심분리기로 구성된다. 상업적으로 잘 알려진 다른 섬유 제조 기계는 다량의 인출 가스 및 다른 유도된 가스에 의해 형성된 축선상에 중심을 둔 토러스를 형성할 수 있는 것이라면 사용가능하다.

섬유를 가스와 분리하려는 수집 동작은 가스 투과성 무단 벨트(4)를 연속적으로 구동함으로써 얻어진다. 후드(5)는 섬유 수집 영역의 측부 경계를 형성한다. 가스는 5개의 독립 진공실에 의해 인출된다. 각 섬유 제조 기계(1)는 흡인실(6)과 결합된다. 후드는 가능한 최상의 밀봉을 얻도록 폐쇄되며, 압력 실린더(7)에 출력을 제공하며, 이를 위해서는 필요시에 후드로부터 제거하기 용이하도록 펠트상의 견인을 제공한다.

본 발명에 따르면, 각 섬유 제조 기계(i)는 무단 벨트(4)에 의해 기부에서 제한된 대응 수집 영역(Zi)을 갖는다. 이들 영역(Zi)은 색인 증가에 따라 증가되고, 따라서 출력측에 가까울수록 커진다.

이제가지 제안되어 왔던 수집 장치는 섬유 제조 기계만큼 많은 챔버를 포함하며 본 발명은 음압 수치의 동일화를 허용하기 때문에 본 발명의 범주하에서도 몇 개의 섬유 제조 기계에 공통되는 챔버를 사용할 수도 있다. 또, 기계(1, 2, 3)의 전체 열에 단 하나의 챔버를 사용할 수도 있다.

양호하게, 기게사이의 중심거리(E)는 일정하며, 따라서 가스 역류 및 덩어리 형성 위험성이 감소되고 유도 공기가 증가되지 않는다.

제1도에 표시된 궤도는 가상적인 것이며, 실제로는 직선이 아닌 곡선, 예를 들어 타원형 궤도로서 작동되며, 가장 간단하게는 드럼 사용과 관련한 원형 궤도를 이룬다.

양호하게, 한 수집 장치에 대한 섬유 제조 기계의 수는 3개 또는 4개이며, 1개의 대형 생산 라인에 2개의 수집 모듈이 사용된다.

이런 모듈의 예를 다이어그램(제2도)으로 표사하였는데, 여기서는 3개의 섬유 제조 기계에 의해 생산된 섬유를 수집하는 것이다. 섬유 제조 기계(8)하에는 서로 반대 방향으로 회전되며 서로를 향해 회전하는 두 개의 드럼(10, 9)이 장착되어 있다. 이들 드럼(10, 9)은 후드(11) 하방에 배치되어 있다.

후드(11)는 드럼을 걸도록 원호형상의 중공부를 갖는 적당한 수단에 의해 냉각된다. 상부(13)는 냉각된 고정판으로 구성하거나, 양호하게는 후방(즉 수집 유니트 외측부분)이 세척수단에 양호하게 고정된 수직 무단 벨트형 회전식 플랭크 비이터로 구성할 수도 있다. 냉각 수단은 섬유 덩어리에 의해 수집 동작이 정체적으로 정지하는 것을 방지하며, 회전식 플랭크 비이터 자체는 소형의 섬유 타래(tuft)가 형성되는 것을 방지하는데 사용되어 펠트의 질을 개산하게 되며, 타래자체는 설비의 전체적 정지를 일으키지는 않지만 펠트의 균일화에는 해가되며, 이는 벽에서 최종 분리될 때 얼룩이 형상되는 검은 부분으로서 볼 수 있는 고밀도 결합제의 펠트 구역이 형성된다.

수집 장치의 밀봉은 정확하며, 양호하게 폴리우레탄 벨트에 의해 제조된다.

드럼(10, 9)은 토러스의 중앙에서 계산된 드럼상에 충돌하는 섬유의 평균 속도가 20m/s 를 넘지 않도록, 섬유의 최소 높이에 대하여 2500mm 이상으로 떨어지게 계산된 높이에서 섬유 제조 기계 아래의 피트(pit)내에 위치한다. 양호하게는, 이 낙하 높이는 절연매트의 양호한 품질에 해를 끼칠수 있는 섬유의 커다란 타래 형성을 방지하기 위해 5000mm 를 초과해서는 안된다.

드럼(10, 9)은 천공된 가스 투과가능한 외주 표면을 갖는다. 이들은 금속 평판이 나사결합된 강성이며 단부가 라운드 형태인 2개의 평판으로 구성되고, 오리피스의 직경은 생산할 섬유의 형태에 따라 선택된다. 이들은 롤과 같은 운반 및 안내 장치가 장착되며, 이들의 회전 구동은 드럼을 축방향으로 안내하는 체인 또는 외부 롤 등에 의해 얻어지며, 이들 롤은 드럼과 롤 사이에 양호한 마찰을 보장하기 위해 폴리우레탄으로 피복된다.

이들 드럼의 내부에는, 드럼 회전축상에 위치하며 드럼을 조정하기 위한 벨브의 파이프상에 고정된 내부 흡입 챔버(14)가 장착되어 있다. 챔버(14)는 드럼의 반경에 따라 장착된 측벽에 의해 120℃의 각도로 제한되고, 이 흡입 영역의 위치와 흡입 길이를 수정하기 위해, 특히, 하기에 기술하듯이, 중앙 섬유 제조 기계의 정지로 인해 수집 상태가 수정되어야 할 때, 드럼축 주변에서 챔버가 회전할 수 있게 한다.

양호하게는, 상기 드럼의 오리피스가 점차적으로 미세한 섬유로 막혀지는 것을 방지하기 위해 드럼 표면을 세척 및 건조시키는 수단이 챔버와 결합될 수도 있다. 이들 세척 및 건조수단은, 예를 들어 미세 섬유를 제거시키기 위하여 노즐 또는 에어 뱅크가 결합된 브러쉬일 수 있다.

상술한 바와 같이, 드럼 내부에 셋트되고 이 드럼에 의해 회전 구동하는 긴 나이론 브러쉬와 드럼 외측에 장착된 소형 브러쉬로 구성된 세척 조립체에 의해 양호한 결과가 얻어지며, 이들 2개의 브러쉬는 오직 간헐적으로만 양호히 작동하는 워셔(washer) 및 건조 노즐에 의해(드럼의 회전 방향에 대해) 하방에 위치하며, 시간의 경과에 따라 점차로 축적될 수 있는 결합제 막의 드럼 포면을 세척한다.

이들 도시되어 있지 않는 흡입 챔버는 필요한 음압을 적당하게 발생시키는 하나 이상의 팬에 파이프로 연결된다.

제2도에 있어서, 측면 섬유 제조 기계(8)의 축(15, 16)은 서로 대향하는 드럼(10, 9)에 수직하며, 중앙 섬유 제조 기계의 축(17)은 상기 쌍 드럼의 중앙면의 동일축을 따른다. 이 배열은 가능한한 최대의 흡입 표면적을 제공한다. 이런 상태에서, 드럼의 직경(D)은 2개의 섬유 제조 기계사이의 중심 거리(E)의 두배이거나, 또는 2개의 롤러 사이에 약 100mm의 자유공간을 제공할 수 있도록 이보다 약간 작게 선택되어야 한다.

수집 장치의 측면 섬유 제조 기계에 의해 생산된 섬유는 다이어그램상에 이중 화살표(L1)로 도시된 수집 영역으로 떨어지고, 반면 중앙 제고 기계에 의해 생산된 섬유는 드럼상으로 떨어져 수집 영역(Z2)으로 들어간다. 이 영역(Z2)은 영역(Z1)의 길이의 약 2배이다. 이것은 중앙 제조 기계와 측면 제조 기계로부터의 섬유에 의해 발생된 가스의 통과와, 드럼이 영역(L2)에 도달하였을 때 드럼의 표면상에 이미 접촉하는 가스에 저항하게 한다.

수집은 하나의 측면 제조 기계가 정지하였을 때 밀도의 손실을 보상하는 속도 조절로 행해질 수 있다. 만약 중앙 제조 기계가 정지하게 되면 흡입 영역은 중앙 진공에 의해 발생된 유입 공기의 증가를 제한하고, 무엇보다도, 드럼에 인접하여 주위를 감고 있는 뭉쳐진 섬유의 형성을 방지하기 위해 양측면을 향해 유동하는 것이 양호하다. 이 섬유 제조 가능성은, 섬유 제조 기계의 작동 위험을 고려하여, 본 발명에 따른 수집 모듈의 매우 양호한 이점으로 이루어진다.

역설적으로, 본 발명을 실현하는 양호한 방법을 수행하는 수집 모듈은, 2개의 수집 드럼이 2개의 섬유 제조 기계를 위해 제공될 때 얻어질 수 있는 제품보다 품질이 좋은 제품을 생산할 수 있게 한다. 이것은 하나의 섬유 제조 기계로부터 나오는 토러스가 완전히 균일하지는 않다는 사실로 설명될 수 있으며, 가스 속도의 분석은 섬유 제조 기계에 회전축 주변에서 최대이고 트러스의 모서리에서는 감소한다는 것을 보여준다. 하나 또는 2개의 섬유 제조 기계가 사용될 때, 표면에 접하는 공기 흐름은 수집 영역의 외주에서 발생하며, 이것은 섬유가 덜 적재된 측면부상의 큰 흡입에 의해 일어난다. 이 접선 흐름은 섬유를 서로 감겨지게 하여 덩어리를 형성하게 한다. 섬유 제조 기계의 수효가 증가하고 이들 사이에 작은 중심 거리가 유지될 때, 속도의 프로필에 대해 동형(isomorphic)인 음압 프로필을 얻을 수 있어, 결과적으로 더욱 균일한 제품을 얻게된다.

제3도 및 4도는 6개의 섬유 제조 기계를 구비하는 제조 라인에 대한 본 발명에 따른 수집 모듈의 적용을 도시한다. 제3도는 라인에서 이중 수집 시스템에 대응하며, 즉 6개의 섬유 제조 기계가 평행한 층으로 적층 조립된 1차 제품에 의해 주채널을 통해 용융 유리가 공급된다.

6개의 섬유 제조 기계(20) 아래에는, 대향 방향으로 회전하는 2개의 드럼(21)의 두쌍(23)으로 구성된 2개의 수집 장치가 설치되어 있으며, 각 수집 장치는 3개의 섬유 제조 기계그룹으로 제조된 섬유를 수집하며, 주어진 그룹의 중앙 섬유 제조 기계는 2개의 수집 드럼사이의 중앙면을 따라 위치한다. 각 쌍의 드럼은 후드에 의해 다른 쌍의 드럼과 분리되어 있고, 따라서 수집 장치는 독립적이다. 따라서 각 수집 유니트는 라인 생산 능력에 따라 필요한 만큼 많은 횟수로 재생된 기본 모듈을 형성하고, 또다른 필요성에 대하여 모듈의 배열이 상이한 섬유 제조 기계의 응용 유리 공급 수단, 즉 용융 오븐 출구에 제공된 용융 유리 공급 채널의 수효를 고려하며, 이들 배열은 제4도에 도시된 바와 같이 평행하다.

주어진 한 쌍의 드럼으로 수집된 섬유는 각각 수직면에 떨어지는 1차 제품(24, 25)을 형성하며, 층(27, 28)에 평해하게 적층된 피트의 하부에 위치한 비천공된 무단 벨트식의 수평 컨베이어(26)에 의해 수집되며, 1차 제품(24,25)은 3개의 섬유 제조 기계의 상이한 그룹으로부터 나온다. 마지막에, 여기엔 도시되어 있지 않는 경사 컨베이어는 형성된 펠트를 수집피트의 외측으로 운반한다.

수평 컨베이어를 향해 수직 낙하할 때, 1차 제품은 약간 연신하려는 경향이 있으며, 경밀도 일 때 더욱 그러하다. 펠트가 루프를 형성하는 것을 방지하기 위해, 수평 컨베이어는 밀도에 따라 드럼의 주변 속도보다 약간 높은 속도로 구동되어야 하고, 그 이론차는 0과 1% 사이이다. 이론차에 따른 속도비로 정확히 작동하기는 어려우며, 수평 컨베이어 바로위에 견인 롤러를 설치하는 것이 좋으며, 이들 견인 롤러는 펠트상에 약간의 견인을 발생시키고 수평 컨베이어의 속도와 동일하게 구동한다.

제4도는 층이 중첩으로 적층되어 1차 제품의 조립체와 평행하게 결합된 이중 수집 장치에 관한 것이다.

따라서 수집 모듈(30, 31)은 랩핑 기계(32, 33)와 결합된다. 각 모듈은 1차 제품이 90°로 방향을 변경하여 작동하는 방식으로 컨베이어 벨트(34, 35)로 공급된 진동 운동 장치와 결합된다. 이 진자 운동 랩핑 기계(32, 33)는 1차 제품이 통과하는 2개의 연속 벨트(36, 37)로 구성된다. 또한 진자 운동 랩핑 기계(32)는, 1차 제품이 펠트의 중첩층 형태로 컨베이어(38)상에 위치하도록 회전 운동을 일으키는 구동 모터에 로드/레버 장치로 연결되며, 상기 컨베이어(38)는 1차 제품의 초기 방향에 수직하는 공급방향을 가진다. 또한 연속 벨트는 펠트를 추출하는 기능을 제공할 수 있으며, 진자 운동부가 장착되지 않은 수집 장치에 대한 기능은 제1도에 충전될 수 있다. 견인은 후드내에 펠트의 축적을 방지할 수 있다.

제4도의 장치는 밀도가 10Kg/m²이상인 제품을 생산할 수 있으며, 유리면 절연 제품에 대한 대량 제품으로 고려된 약 4000g/m²의 밀도를 갖는 표준 제품에 대한 민족도를 제공한다.

본 발명에 따른 수집 장치의 성능은 분석적으로 입증되었다.

6개의 섬유 제조 기계가 상이한 형태의 수집 모듈과 상이한 수효의 모듈을 사용하여 일정한 중심 거리에서 2000mm 로 이격되어 사용되었다. 그 결과는 다음과 같다.

모든 시험은 용융 유리의 20톤의 일일산출과 2500g/m 의 유리면 매트의 최종 밀도를 갖는 원심 분리식의 6개의 섬유 제조 기계를 구비하는 동일한 제조라인에서 수행되었다.

제 1 시험은 추출되는 가스의 전체 산출과 설치부내에 분산된 전체 동력을 위하여 참조 기준 100 을 형성하는 소위 벨트식 수집 장치가 사용되었다. 지적한 바와 같이, 100%의 가스 산출은 360000 내지 450000Nm /hr 의 가스 산출 (추출가스 및 유입가스)에 대응한다.

시험 2 와 3 은 각 섬유 제조 기계에 대한 2개의 드럼을 갖는 수집 장치를 사용하였고, 이들 수집 장치의 몇몇은 서로 분리되어 분리 모듈을 형성한다. 펠트에 가해지는 최대 음압은 참조 시험의 것보다 작고, 제 1 충격이 관찰되는 값보다 작다. 분산된 전체 동력 역시 작으나, 도관, 세척 장치 등과 같은 장치가 결합됨에 의해 하중의 손실이 크게되어 중공부에서 기록된 것과는 직접 비교할 수가 없다.

또한, 양호한 결과가, 적당한 세척없이 제품의 품질을 손상시키는 뭉쳐진 섬유의 먼지 또는 덩어리를 허용하는 후드 및 방해 영역의 수효를 증가시키는 최대 조정(6개의 섬유 제조 기계에 있어서 6개의 모듈)에 의해 얻어진다. 이 조정이 제거될 때(시험 3), 상당히 큰 가스 산출의 증거가 발견되었고, 이는 펠트상에 가해진 최대 음압을 약간 상승시켜 이들을 추출하게 된다. 또한, 표에는 표시되어 있지 않으나, 최종 펠트의 절연 동력의 결과적 감소로 섬유의 품질이 떨어진다.

섬유가 최종 펠트의 품질에 있어 매우 큰 손상을 일으킬 수 있는 드럼의 양측면을 권선하는 덩어리를 형성하는 것이 관찰된 것을 제외하고는, 동일한 결과가 2개의 드럼에 대해 2개의 섬유 제조 기계를 사용하는 시험 4 와 5 에서도 일어난다.

그러나, 본 발명(시험 6)을 수행하는 과정에 의해, 동일한 상태가 에너지 산출 및 매우 작은 음압치에 의해 발견되고, 초기 경비가 상당히 낮게된다.

마지막으로, 2개의 제조 라인을 비교하면, 제 1 제조 라인은 수평 수집 벨트를 갖는 종래의 라인이나, 밀도가 증가하는 방향으로 수집 영역이 증가하는 청구항 1을 만족시키며, 섬유 제조 기계 사이의 중심 거리를 점진적으로 증가시켜 대량 수집이 얻어지며, 이 라인은 수집 벨트(시험 7 및 9)를 수렴시켜 형성된 2개의 수집 모듈을 구비한다. 제 2 제조 라인은 제3도의 다이어그램은 따른다(시험 8 및 10).

L은 커다란 밀도에 따른 수집 영역의 길이를 나타낸다. 시험 7 및 8 은 밀도 2500g/m 의 펠트를 제조하는데 관계하며, 시험 9 및 10 은 모든 경우에 2×3의 원심분리로 용융 유리가 하루당 20 톤 산출되는 밀도가 4000g/m 의 펠트를 제조하는데 관계한다.

양경우에 있어서, 랩핑기계에 의존하지 않고 단단한 제품을 얻을 수가 있다. 그러나, 펠트가 통과하는 가스 통로의 속도 비교와 밀도가 큰 영역의 중공 및 레벨은 본 발명의 양호한 방법의 우수성을 의심할 여지가 없다.

중심 거리를 변화시키는 방법 가능성은 제1도를 수행하는 수집 설계로 섬유 제조 기계에 따른 상이한 낙하 높이에 따라 본 발명의 수집 장치의 경우로 연장될 수도 있다. 그러나, 가장 만족스러운 결과는 3개의 섬유 제조 기계에 있어 2개의 드럼은 갖는 n 수집 모듈로 얻어질 수 있다.

본 발명의 마지막 특징적인 면은 비교적 찬 섬유를 형성할 수 있는 것이며, 이 이유는 1차 제품이 수평 컨베이어에 의해 수집되기전 신선한 공기로 냉각될 수 있기 때문이며, 무엇보다도 흡입이 고온 가스의 축적을 방지할 수 있는 밀도가 낮은 영역에서처럼 밀도가 큰 영역에서도 효과적이기 때문이다. 본 발명에 따라 얻어진 제품은 종래 기술에서 보다 20 내지 50℃ 낮은 오븐에서 제조되고, 가장 큰 차이로는 대량 제품에서 관찰되며, 이것은 상당히 개량된 기계적 강도를 얻을 수 있는 예비 중합체인 결합제를 형성한다.

또한, 흡입에 의해 수집 장치내로 가압되지 않는 섬유의 커다란 초기 두께와 조합된 낮은 온도는 제조의 큰 안정성, 특히 제조품의 균일한 두께를 제공하며, 소비자에게 최소의 두께를 제공할 수 있도록 비기능적 과두께를 단순하게 감소시킬 수 있다.

Claims (27)

1. 광물면 매트를 제조하기 위해 섬유가 가스를 추출시켜 수집되고 수집된 섬유는 다수의 수집 영역(Zi)에 공통되는 하나 이상의 컨베이어 벨트에 의해 수집 영역의 외측에서 철수되며, 각 섬유 제조 기계는 그 자체의 수집 영역(Zi)을 갖는, 다수의 섬유 제조 기계에 의해 생산된 섬유 및 가스를 분리시키기 위한 수집 방법에 있어서, 상기 수집 영역(Zi)의 표면적은 상기 컨베이어 벨트를 지나 밀도가 증가하는 방향으로 증가되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유가 2개의 수렴하는 컨베이어 벨트에 의해 철수되며, 상기 수집 영역(Zi)의 표면적은 공동 펠트의 최종 형성 방향으로 증가되는 것을 특징으로 하는 수집 방법.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 역류율이 영인 것을 특징으로 하는 수집방법.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 역류율이 영인 것을 특징으로 하는 수집방법.
5. 제1항 또는 2항에 있어서, 수집 영역(Zi)이 컨베이어 벨트의 일부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
6. 제1항 또는 2항에 있어서, 펠트에 가해진 음압(negative pressure)은 모든 수집 영역(Zi)에서 동일한 것을 특징으로 하는 수집방법.
7. 제1항 또는 2항에 있어서, 섬유의 낙하 높이는 섬유 제조 기계의 위치에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 수집방법.
8. 제1항 또는 2항에 있어서, 컨베이어 벨트의 궤도(trajectory)가 볼록한 것을 특징으로 하는 수집방법.
9. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 수집 영역(Zi)의 표면적의 증가는 수집 표면 영역과 관련된 섬유 제조 기계의 회전축에 대해 수집 표면에서의 경사각도를 변경하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 수집방법.
10. 제9항에 있어서, 수집 영역(Zi)의 표면적의 증가는 2개의 섬유 제조 기계 사이의 중심 거리를 증가시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 수집방법.
11. 제10항에 있어서, 수집 영역(Zi)의 표면적의 증가는 섬유 제조 기계의 회전축을 점진적으로 기울여 얻어지는 것을 특징으로 하는 수집방법.
12. 제1항 또는 2항에 있어서, 1차 제품이 제거를 위하여 수집 영역의 외측으로 견인되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
13. 제1항 또는 2항에 있어서, 섬유 제조 기계는 제조 기계의 각 그룹에 있어 하나의 수집 모듈을 갖는 3개 또는 4개의 제조 기계 그룹으로 분리되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 수집 모듈은 일렬로 장착된 것을 특징으로 하는 수집방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 수집 모듈은 평행하게 장착된 것을 특징으로 하는 수집방법.
16. 제14항 또는 15항에 있어서, 각 수집 모듈에 의해 형성된 1차 제품은 평행층으로 적층하여 재조립되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
17. 제14항 또는 15항에 있어서, 각 수집 모듈에 의해 형성된 1차 제품은 적어도 6개의 1차 제품층으로 겹쳐 적층되어 재조립되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
18. 제9항에 있어서, 수집 표면은 드럼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
19. 섬유 제조 기계하에서 섬유와 주변 가스를 분리시켜 광물면의 매트를 제조하기 위해, 섬유를 서로 결합시키는 수지의 중합이 발생되기 전에 재조립된 1차 제품을 형성시키기 위해 드럼 형태의 회전부상에 광물 섬유가 수집되는, 소위 절연 광물 섬유, 특히 유리 섬유를 수집하기 위한 방법에 있어서, 3개의 섬유 제조 기계의 그룹당 한 쌍의 드럼이 제공되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
20. 제18항에 있어서, 광물 섬유의 최소 낙하 높이는 드럼상의 섬유 충격 속도가 20m/s 이하로 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 수집방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 광물 섬유의 최소 낙하 높이는 2500 내지 5000mm 인 것을 특징으로 하는 수집방법.
22. 섬유 제조 기계하에서 섬유와 주변가스를 분리시켜 광물면 매트를 제조하기 위해, 소위 절연 광물 섬유, 특히 유리 섬유를 수집하기 위한 장치에 있어서, 3개로 이루어진 섬유 제조 기계의 각각의 그룹에 대해서, 중심 잡기 및 회전 구동 장치가 설치된 외주연 표면 영역 모두 둘레에 천공된 한 쌍의 드럼이 위치하는 후드로 형성된 하나의 수집 장치와, 내부 흡입 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
23. 제22항에 있어서, 드럼 및 흡입 챔버에는 세척 및 건조 장치가 장착된 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 1차 제품을 직접 수집하는 상이한 드럼하에 위치한 무단 벨트를 구비한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
25. 제22항 또는 제23항에 있어서, 랩핑 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수집장치.
26. 제22항에 있어서, 각 드럼은 한 쌍의 롤에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 수집장치.
27. 제22항, 제23항 또는 제26항중 어느 한 항에 있어서, 견인롤이, 1차 제품이 무단 벨트 컨베이어에 의해 수집되기전에 견인 롤이 1차 제품상에 약간의 견인력을 가하는 것을 특징으로 하는 수집장치.

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