KR100266068B1 - 가공조제, 광물모 니들가공펠트, 크림프 광물모 제품, 및 그의 생산방법 - Google Patents

Abstract

특히 글래스 모와 같은 광물 섬유를 결합제 없이 니들-펀치 가공함으로써 니들 가공 펠트로 압축시킬 수 있기 위해, 니들 가공중에 비교적 낮은 유동점도를 가짐으로 해서 효과적으로 니들 가공을 보조하는, 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 니들 가공조제로서의 가공제를 광물 섬유에 첨가한다. 그러나, 정지시 이 틱소트로픽화 첨가제는 매우 높은 점도를 가지므로 니들 펀치 가공 펠트는 상당은 강도를 얻는다.

특히 암석모를 니들 가공하기 위해서, 부가적으로 첨가된 유연 텍스타일 섬유는 특히 현무암 섬유와 같은 광물 섬유의 경우, 섬유간의 상호 교착을 개선시키는데 기여한다.

또한 상응하는 가공조제는, 더 이상의 움직임에 대해 극도로 약화된 저항이 크림프가공 위치에서 섬유의 재배향을 가능하게 함으로써, 과도하게 큰 힘을 적용하지 않고도 완만하고 폭넓게 적층 매트로부터 크림프 매트를 생산하는데 확실히 이점이 있다.

Description

가공조제, 광물모 니들가공펠트, 크림프 광물모 제품, 및 그의 생산방법

본 발명은 섬유 상호간에 새롭고, 안정한 위치를 잡게하기 위하여 섬유에 힘을 가함으로써 광물모 매트를 가공하기 위한 가공조제로서 효과적인 가공제뿐 아니라, 이 가공제를 이용하여 생산된 니들-펀치 가공 펠트 및 크림프 광물모 제품 및 그의 생산 방법에 관한 것이다.

광물모 펠트를 니들-펀치 가공함에 있어서, 니들 가공조제, 소위 가공제 또는 아비베이지(avivage)는 첨가제의 형태로 섬유에 적용되어야만 한다. 이러한 가공제들은 종종 광물섬유 또는 천연유, 지방산 유도체등으로 부터 생산된다. 이들 가공제는 가능한한 니들 가공중에 섬유의 인열 및 파손을 방지하기 위해 니들 가공중 섬유를 좀더 유연하게 하고, 섬유 사이의 마찰을 감소시키는 작용을 한다. 이들 가공제는 또한 더이상의 분진 차단 수단없이도 가공 및 니들 가공 펠트 사용을 허용하기 위해 분진 결합제 기능을 수행하여야 한다. 이러한 기능들은 수백 또는 수천 cP 범위의 저점도를 갖는 결합제에 의해 가장 잘 수행된다. 그 이유는 그와같은 저점도 가공제는 점도가 낮아서 비교적 소량으로도 충분한 마찰방지 효과를 내는 얇은 윤활막을 형성할 수 있기 때문이다. 그러나, 저점도의 니들 가공조제를 사용함으로써 충분한 “윤활효과”를 내는것은 또한 니들 가공중에 니들 가공 펠트속에 확보된 섬유 고정위치로 부터 섬유들을 쉽게 미끄러지게 할 수 있다. 따라서, 니들 가공된 상태의 펠트는 미완성이며, 내부 점착의 대부분을 상실하게된다.

독일 특허문헌 DE-A 제3,835,007호에는 니들펀치 가공에 의해 6㎛ 미만의 비교적 작은 평균 섬유 굵기로 암석모를 압축시키기 위해 니들 가공조제로서 10,070 cP에 이를 정도의 과도한 고점도 가공제를 적당량 첨가하는것이 공지되어 있다. 그 가공제는 비교적 가는 암석모 섬유를 매우 유연하게 하여 고점도의 가공제임에도 불구하고 섬유의 파손이나 파열없이 니들 가공될 수 있게 하는 반면에, 고밀도의 가공제는 섬유들이 니들 가공직후 그들의 고정위치에 확실히 남아 있도록 한다. 고밀도의 니들 가공조제는 모든 종류의 광물모 펠트가 고속에서 니들 가공조되게 하지 못한다는 것이 약점이다. 또다른 약점은 고점도의 가공제가 막을 형성하기 위해서는 실제 조건하에 비교적 다량의 니들 가공조제가 첨가되어야만 한다는 것이다; 왜냐하면 가공제는 유기 화합물이므로 가열하에서는 상당히 불쾌한 냄새를 풍기면서 휘발되거나, 그렇지않으면 부가적인 작업중에 이미 방출되었을 것이기 때문이다. 만약, 구매자를 위해 냄새를 제거할 뿐아니라 니들 가공 펠트의 뒤틀림없는 안정화를 위해 니들 가공직후 철저한 베이킹 처리를 수행한다면, 가공제는 더이상 최종 단계에 이르는 니들 가공 펠트의 후속조작 및 가공중에 분진 결합제로서 유용하지 않을 것이므로 부가적인 분진 차단 수단이 필요하게 될 것이다.

예를들어, US-A 제2,409,066호 또는 EP-A 제0,133,083호에도 크림프 광물모 생산에 있어서 유사한 일련의 문제들이 있음이 공지되어 있다. 여기에서도 역시 목적은 단일섬유들이 새로운 최종 위치에 도달할때까지 상호간 위치를 변동시킨후 제품에 기계적 강도 및 안정성을 부여하기 위하여 제품 내에서 안정하게 고정되는 것이다. 사용된 가공제의 점도가 클수록, 섬유 상호간에 위치를 변동시키는데 더 큰힘이 필요하다. 적층 매트가 크림프되는 경우에 이 힘은 후면으로부터 횡력으로써 적용되어야만 하고 따라서 각각의 섬유에 매우 간접적인 효과만을 미치므로, 비록 불가능하지는 않지만 고점도 가공제에 의한 크림프 가공은 더욱 곤란해진다. 반면에 저점도 가공제의 경우에는, 만약 경직되기 전에 크림프 가공이 부분적으로 역전되지 않는다면, 경직될 때까지 크림프 제품에 가해지는 힘을 일정하게 유지하는 것이 필요하다.

이러한 취지에서, 본 발명의 목적은 섬유가 다른 섬유에 대해 이미 발생한 바람직한 위치 이동을 과도하게 방해하지 않고, 섬유를 다른 섬유에 대해 새로이 확보된 위치에 고정시킴으로써 광물모 펠트를 가공하기 위한 조제를 개발하는 것을 기초로 한다.

선행기술 문제점들은 가공 조제에 틱소트로픽화 첨가제를 첨가함에 의해 해결된다.

가공조제는 틱소트로픽화 첨가제를 함유하고 있기 때문에 그것은 과도하게 높은 정적 점도를 갖는 동시에 낮은 유동점도를 가질 수 있다. 청구범위 제2항에 따른 100,000 cP를 초과하고, 바람직하게는 500,000 또는 1 백만 cP까지도 초과하는 고 정적 점도는 섬유를 니들 가공에 의해 확보된 고정 위치에 확실히 묶여있도록 하며; 니들 가공조제의 과도하게 높은 정적 점도로 인하여 섬유들은 시럽에 의해 단지 점가소적으로 유지되어 있는것이 아니라 실제로 왁스중에 묻혀있거나 결합제에 의해 고착되어 있다. 반면에, 움직임중 가공조제의 상대적인 유동성은 니들 가공중에 섬유 상호간에 별다른 마찰없이 섬유가 교란되지 않고 움직일 수 있게 해주므로, 가공은 섬유의 파열 또는 파손없이 신속하게 수행될 수 있으며 니들 가공의 경우에 있어서와 같이 강도도 최상으로 증가한다. 니들의 작용에 의한 유동성으로 인하여, 첨가된 소량의 가공조제에 의해서만도 섬유상에 얇은 윤활막이 형성될 수 있으며; 따라서 이것은 가열중에 발생되는 냄새를 감소시키고, 많은 실시예들에서 사전의 철저한 베이킹 처리가 생략될 수 있다. 만약 레오민(Leomin)OR과 같은 지방산 폴리글리콜 에스테르류가 가공조제로서 사용된다면, 또한 사용 조건하의 섬유상에 변환이 발생한다. IR 스펙트럼상의 변화는 중합반응을 나타낸다. 이것은 가열중 냄새 발생을 좀더 감소시킨다.

틱소트로픽화 첨가제는 바람직하게는 열분해 생성된 산화물, 특히 열분해 실리카이다. 열분해 생성된 금속 산화물의 틱소트로픽 효과는 매우 뛰어나서 최대한으로 가공조제의 양을 감소시킬 수 있는 것으로 입증되었다. 불꽃 가수분해에 의해 생성된 열분해 실리카는 비교적 저렴하게 입수할 수 있으므로 경제적인 관점에서 틱소트로픽화 첨가제로서 가장 적합하다.

벤토나이트(bentonite)와 같이 몬모릴로나이트(montmorillonite)를 함유하는 점토도 또한 틱소트로픽화 첨가제로서 적합하다. 그들 점토의 틱소트로픽화 효과는 열분해 생성된 산화물의 효과보다 더 작으므로, 필요한 윤활막을 형성하기 위해서는 더 높은 유동 점도치에서 더 많은 양의 첨가제 및/또는 더 많은 양의 연소 가공조제가 첨가 되어야만 한다.

유기 틱소트로픽화제도 또한 많은 목적에 적합한 첨가제로서 주로 사용될 수 있으나, 그들은 가열하에 분해되어 냄새를 발생시키는 반면에, 만약 무기 화합물 첨가제가 사용되면, 가공조제의 잔류된 유기화합물 성분, 예를들어 오일성분만이 분해되어 냄새를 발생시킨다. 따라서, 생산되는 니들-펀치 가공 광물모 펠트가 열에 노출될 때는 언제나, 본 발명에 따른 가공조제로서는 무기 틱소트로픽화 첨가제가 바람직하다.

틱소트로픽화제는 바람직하게는 가공조제 총량에 대해 5 내지 50 중량(건조)%가 사용된다.

열분해 실리카 형태의 첨가제는 가공조제 총량에 대해 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량 %, 및 특히 10 내지 15 중량 % 가 사용된다.

다음에, 효과적인 가공조제는 편의상 광물모 펠트 무게에 대해 최대 0.4중량 %로, 바람직하게는 최대 0.2 중량 %로 사용된다. 만약 열분해 생성된 금속산화물이 사용된다면 이 수치를 더 낮추는 것도 가능하며, 광물모 펠트중에 잔류된 소량의 유기 화학물질도 거의 냄새를 발생시키지 않고 가열중에 인식할만한 연기발생도 없는 것으로 나타났다.

본 발명은 또한 니들 가공 조제로서의 가공제를 사용하여 광물모로부터 생산된 니들 펀치 가공 펠트에 관한 것인데, 상기 펠트는 여전히 생산에 사용된 가공제를 함유할 수도 있고, 열처리 또는 다른 수단에 의해서 펠트로 부터 가공제가 완전히 또는 부분적으로 제거될 수도 있다.

일본 공개공보 1987년 제128959호 에는 청구범위 제11항 전제부에 따른 니들 가공 펠트가 공지되어 있는데, 이에 따르면 20 내지 150mm 사이의 길이 및 암석모 100 중량부에 비례하여 5내지 45중량부의 양을 갖는 다른 타입의 일부 섬유들이 다량의 가공제에 의해서 조차도 경제적으로 니들 가공될 수 없는, 유리모 이외의 암석모 매트에 첨가된다. 다른 타입의 섬유들은 니들 가공중에 암석모 섬유들과 교착됨으로해서 매우 강한 펠트를 생산하게 된다. 여기에서 다른 타입의 섬유들은 암석모에 균일하게 혼합될 수도 있고, 또는 겹쳐진 층에 첨가될 수도 있다. 사용 조건에 따라 이들 다른 타입의 섬유들은 유리 섬유, 세라믹 섬유, 스테이플 섬유, 면, 양모, 유기섬유, 예를들어 나일론, 플리에스테르, 폴리비닐알콜 또는 폴리에틸렌, 뿐만아니라 이들 물질로 이루어진 재생모 일수 있다. 실제로 적어도 실험 스케일에서는 암석모가 그러한 섬유들과 혼합됨으로써 니들 가공될 수 있음이 밝혀겼다. 그럼에도 불구하고 니들 가공은 여전히 암석모 섬유의 상당부분을 파괴하는 효과를 가지고 있어서 생성된 생산물의 강도는 만족스럽지 못하며, 예를들어 니들 가공 속도가 더 빠를수록 더 만족스럽지 못할 것이다.

본 발명은 또한 생산중에 고속에서 니들 가공될 수 있으므로 해서 커다란 강도를 얻을 수 있는 니들 가공 펠트를 개발하기 위한 것이다.

니들 가공되기 힘든 암석모 섬유의 경우에 조차도, 특히 길이 20mm를 초과하는 텍스타일 글래스 필라멘트와 같은 유연 섬유로서, 니들 가공에 의해 광물섬유와 복합된 것을 첨가하는 수단을 부가함으로써 적절하게 니들 가공될 수 있다. 그 결과, 광물섬유 상호간에 교착이 이루어지는 대신에 텍스타일 섬유등과 광물 섬유사이에 상당한 정도의 교착이 이루어짐으로 해서 결합제 없이도 섬유층이 훨씬 더 교착된다.

텍스타일 섬유등은 일본 공개공보 1987년 제128959호에 지시되어 있는 대로의 양과 부피로 사용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 택스타일 섬유 5 중량% 이하로 충분하며, 또한 텍스타일 섬유가 가호제로서 레오민 OR과 같은 지방산 폴리글리콜 에스테르와 함께 생산되는 경우 특히 바람직하다. 텍스타일 글래스 섬유는 소위 조사의 형태로 제공되므로, 틱소트로픽 가호제는 니들 가공에 대한 것과 같은 기계적인 힘의 영량하에 이 섬유들을 단일 필라멘트로 좀더 용이하게 분리시키는 효과를 가지며, 이에따라 더 광범위한 교착이 이루어지고 이것은 단순한 방법으로 니들-펀치 가공된 최종제품의 강도를 유리하게 증대시킨다.

발생되는 냄새의 감소는 또한, 니들 가공중에 부가된 텍스타일 섬유에 의해 이루어지는 상호 교착이 상당히 개선된다는 사실에 의해 기본적으로 뒷받침 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 니들 가공조제는 니들 가공 펠트 총량에 대해 0.01 내지 0.1 중량 %, 바람직하게는 0.02 내지 0.05중량%, 특히 약 0.03중량%의 소량이 사용된다. 이와같이, 극도로 소량의 레오민 OR 과 같은 니들 가공조제는 이에 상응하게 가열중 냄새 및 연기의 발생을 감소시키며 결과적으로 더 이상 불쾌하지 않을 것이다.

보통은 사용전에 니들 가공 펠트로부터 열처리 또는 다른 수단을 이용하며 니들 가공조제를 전체적으로 또는 부분적으로 제거하는 것이 가능하다 해도 그럴 필요는 없는 것으로 생각된다. 본 발명에 따른 니들 가공 펠트는 변형되지 않은 니들 가공 조제와 함께 설치되며, 따라서 이 가공조제는 최종 위치에서 가공조제가 실제로 설치될때까지 개선된 분진결합 및 강도 즉, 니들 가공 펠트의 취급 용이성에 부가적으로 기여할수 있다.

니들-펀치 가공후에 펠트 내부 어떤 위치에서 든지의 필요에 따라 교착을 유발시킬 수 있기 위해서 유연 섬유는 적어도 대략 균일한 분포로 니들 가공 펠트중에 배열될 수 있다. 그러나, 또한 기부층 또는 스트라툼(stratum)의 넓은 표면상의 외층 또는 스트라툼에 더 유연한 섬유가 배열될 수 있는데; 이 경우에 니들은 니들 펀치 가공중에 텍스타일 섬유등을 기부층을 통해 주입시키고 거기에서 그들을 교착시킨다. 사실상, 펠트웹 표면 근처의 부분이 바람직하게 압축되게 하기 위해 그 부분을 보강하는등 섬유분포의 차별화 또한 필요하다면 가능하다.

이미 언급한 바와같이 니들 가공 펠트는 니들 가공 펠트 총량에 대해 5 중량% 미만의 비율로 텍스타일 글래스 필라멘트 형태로 유연 섬유들을 함유하는 것이 바람직하다. 이와같이 보통 좀더 비싼 글래스 필라멘트 특히 멀티-필라멘트 조사는 매우 낮은 비율로 사용할 수 있는데, 이는 이들 소위 쵸프드 스트랜드(chopped strands)가 니들 가공에 의해 펠트의 압축을 매우 지속적으로 유지 시켜주기 때문에 가능하다.

여기에서 멀티-필라멘트 조사는 사용전에 예를들어 30 또는 40mm 절단 길이의 단일 필라멘트 형태로 분리됨으로써 보강 섬유가 양호한 섬도로 얻어지며 또한 잘 분포된다.

그 결과, 본 발명에 따르면 비교적 낮은 비율이라도 매우 효과적이므로, 비교적 소량의 첨가로서 이미 충분하다. 이것은 멀티-필라멘트 조사용 가호제가 바람직하게는 틱소트로픽화 첨가제를 함유하므로, 조사로부터 단일 필라멘트가 분리하는 저항을 줄여주며, 따라서 조사의 분리가 매우 완만하게 일어나서 소량의 손실만을 수반한다는 점에서 더욱 뒷받침된다.

본 발명은 또한, 길이 방향의 힘에 의해 표면에 거의 평행하게 축적된 적층매트의 섬유 대부분이 크림프 매트의 주 표면에 대해 횡단 위치로 이동함을 특징으로하여 크림프되고, 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공조제를 사용하여 생산된, 특히 펠트 또는 패널 형태의 광물모 제품에 관한 것이다.

이것은 고정적 점도를 고려할때 단지 한정된 상대힘에서만 발생하는 크림프 가공 위치에서 섬유를 상대적으로 이동시키며, 이어서 훨씬 낮은 유동 점도의 가공조제가 섬유 상호간에 새로운 상대적 위치로 낮은 마찰하에 미끄러짐을 촉진시킨다.

비교적 낮은 정적 점도에서 및/또는 매트 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%, 바람직하게는 0.2 중량(건조)%인 비교적 소량의 가공조제를 사용할때 크림프 가공위치 앞의 매트 압축 정도는 감소될 수 있으므로 크림프 가공은 비교적 느슨한 매트에서 수행될수 있다. 어떤 경우에도 점도는 두 섬유사이에 최초의 상대적인 이동후 고 정적점도에서 훨씬 낮은 유동 점도까지 떨어지게 되므로, 이러한 이동은 아무런 방해없이 실제로 작업시의 힘을 완전히 감소시킬 수 있으며, 통상적인 방법으로 첨가된 결합제가 경화될 때까지 섬유가 안정되고, 우세한 정적 점도에 의해 억류되는 새로운 섬유 위치로 유도할 수 있다.

표면층의 증가된 펠트 가공을 위해서든, 아니면 조사등과 같은 쵸프드 스트랜드를 함유할 수 있으며 첨가제와 함께 또는 첨가제 없이 제공될 수 있는 피복층의 적용을 위해서든, 틱소트로픽화 첨가제의 사용은 후속의 경화되기 전 펠트의 니들 가공을 촉진시킨다. 그 다음의 경화는 크림프 펠트를 압축에 견딜 수 있게끔 만든다.

또한, 본 발명의 객체는 앞에서 상술한 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 니들 가공조제 뿐아니라 바람직하게는 유연섬유를 펠트웹에 첨가함으로써, 광물모로 부터 니들 가공펠트를 생산하는 방법이다.

또한, 본 발명의 객체는 내부의 섬유가 크림프 가공에 의해 생산된 매트의 주 표면에 예각으로 배열된 크림프 광물모 생산물을 생산하기 위해, 섬유가 적어도 하나의 섬유화 장치에서 얻어지고, 결합제와 함께 제공되며 적층 매트로서 생산 라인상에 침적된 후, 주 표면에 평행하고 라인의 이동 방향 또는 그와 반대 방향인 힘이 결합제가 경화된 후 가해짐으로써 섬유가 크림프 가공전에 상기에서 상술한 바와같은 틱소트로픽화 첨가제가 첨가된 가공조제와 함께 제공된 상태로 크림프 가공이 이루어져서 제품을 형성하는 방법이다.

가공조제가 단지 유동 점도만을 가지고 있는 경우, 결합제가 섬유의 상호 이동을 과도하게 제한하지 못하게 하기 위해, 가공조제는 아직 경화되지 않은 결합제중의 하나를 대체할 정도의 효자를 낼만큼의 양으로 첨가된다. 그럼에도 불구하고 통상적으로 가공조제는 매트 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%, 바람직하게는 최대 0.2 중량(건조)% 첨가된다.

결합제의 경화후 뿐아니라 결합제가 경화되기 전의 기간동안에도 적어도 하나의 크림프 매트 표면이 경화전 니들 가공되도록 함으로써 부가적인 압축이 달성될수 있다. 여기에서도 또한, 상기에서 더욱 상세히 설명한 바와같이 니들 가공 펠트를 생산하는 경우와 마찬가지로, 틱소트로픽화 첨가제는 니들 가공을 보조한다.

니들 가공전에, 크림프된 매트의 표면은 또한 사용 목적이 요구하는 바에 따라 크림프된 것이거나 적층일 수도 있는 외층에 의해 제공될 수 있다. 외층은 또한 니들 가공을 보조하기 위하여, 바람직하게는 상기에서 상세히 기술한 틱소트로픽화첨가제와 함께 가공제를 함유한다. 또한 외층이 상승된 압력을 갖고자 한다면, 바람직하게는 결합제를 함유한다. 또한, 필요할때는 언제든지 외층은 니들 가공과 관련하여 상기에서 상세히 기술한 바와같이 더욱더 니들 가공을 보조하기 위하여 텍스타일 섬유 필라멘트, 바람직하게는 예를들어 길이 20mm를 초과하는 조사 형태의 쵸프드스트랜드를 함유할 수 있다.

본 발명은 최종적으로 광물모 니들 가공 펠트뿐아니라 광물모로 부터 생산된 크림프 매트용 가공조제의 생산에 대한 틱소트로픽화제의 용도를 목적으로 한다.

본 발명은 하기애서 도면에 의해 상세히 설명되며, 여기에서 :

제1도는 니들 가공 펠트를 생산하기 위한 니들 가공의 도식적인 실명이고,

제2도는 크림프 광물모 제품을 생산하기 위한 크림프 가공의 도식적인 설명이다.

제1도로 부터 알 수 있는 바와같이 광물모 펠트(1)은 니들 (3:3′)에 의해 제공된 니들 가공 도구 (2 및/또는 2′)를 지나친다. 니들(3:3′)은 공지의 방법으로 훅(4: 4′)에 의해 제공되며, 훅에 의해서 니들은 광물모 펠트(1) 재료를 통과하고 있는 섬유를 잡아서 주위 재료속에서 고착시킨다.

니들 가공 도구 (2 및 2′) 는 수직 방향 운동으로 함께 작동하거나 독립적으로 작동한다.

그러나, 처음에 상세히 설명한 방법에 의하여, 훅 (4:4′)로 인해 지나치게 많은 수의 섬유를 파손 또는 인열시키지 않고, 높은 작업속도의 니들 가공 도구 (2:2′)로 작업하는 것도 가능하다. 특히 20mm를 초과하는 상당한 길이로 산재된 텍스타일 글래스 필라멘트의 유연 섬유를 부가적으로 사응함으로써, 니들 가공에 의한 섬유 상호간의 교착을 증가시키고, 따라서 니들 가공에 의해서는 교착되기 힘든 섬유로 이루어진 암석모와 같은 재료를 니들 가공할 수 있다. 이 방법에서는, 어떤 결합제도 함유할 필요가 없는, 상당한 강도의 니들 가공 펠트가 생산되므로 -소량의 니들 가공 조제와는 별도로- 가열시 분해되는 유기 물질이 없다.

도식적으로 단순화시킨 제2도는 섬유화 장치(11)가 어떻게 슈우트(chute)(13)내에서 섬유 베일(veil)(12)을 생산하는가 및 그들을 어떻게 생산 라인(14)위에 침적시키는가를 설명한다. 공기를 통과시키기 위한 개구를 가지고 있는 생산 라인(14) 하단에는 감압 챔버(15)가 배치되어 있는데, 이것의 진공은 생산라인(14) 위에 적층 매트(16)을 형성하기 위해 섬유가 확실히 깨끗하게 침적되도록 한다.

컨베이어(17) 위의 매트(16)는 계속하여, 집중용 컨베이어(18) 밑으로 들어감으로써 매트(16)는 약간 치밀해진다. 상호간에 서로 동일 평면인 컨베이어(17 및 18)의 출구 부분에서 두개의 컨베이어(19 및 20)사이의 매트(16)은 컨베이어(17 및 18)와 비교하여 감소된 흐름속도로 이동됨으로써 매트(16)는 주 표면에서 느려진다.

이 위치에서 부터, 그들의 생산조건 때문에 생산라인(14) 상의 수평 위치에 자리잡은 섬유의 상당부분이 똑바로 세워져 있는, 크림프 매트의 형성을 위한 매트(16)의 크림프 가공을 위해 컨베이어(17/18 및 19/20) 사이의 (21) 밑에 나타낸 전이위치에서 매트(16)가 크림프 가공됨으로 해서 최종 제품에서 그들은 주표면에 수직 방향의 힘을 전달할 수 있게 된다. 이러한 광물모 제품은 주 표면에서 특히 높은 압축력 또는 항장력을 나타낸다.

슈우트(13) 내에서, 결합제는 상세히 설명되지 않은 공지 방법으로 적용되고, 가열하에 터널로(tunnel furnace)(23) 내에서 경화됨으로써 크림프 펠트 또는 패널(24)을 형성하게 된다. 또한 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공조제는 결합제와 유사한 방법으로 슈우트(13) 내에서 분무된다. 처음 부분에 좀더 상세히 설명한 바와같이 가공조제는 매우 높은 정적 점도 및 매우 낮은 유동 점도를 갖는다.

고 정적 점도는 적층 매트(16) 뿐아니라 크림프 매트(22)내의 섬유를 안정화시킴으로써, 후자는 그의 치수 안정성이 터널로(23)에서의 경화에 의해 궁극적으로 달성될 때까지, 크림프 가공 컨베이어(19/20)의 출구에서 기본적인 치수 안정성을 보유한다.

그러나. 전이위치(21) 부분에서의 움직임 때문에 정적 점도는 유동 점도에 도달할때까지 갑자기 감소함으로써, 섬유의 초기의 상대적인 움직임 후에는 그 이상의 움짐임에 대하여 매우 작은 저항만이 존재하고, 섬유는 계속하여 과도하게 적은 저항에 대한 새로운 상대적 위치로 미끄러져 들어가게 된다. 이 방법에서, 섬유의 재 배열화는 크림프 가공 지역에서 매우 잘 조절될 수 있고, 컨베이어(17. 18, 19 및 20)에 의해 주입된 적은 힘으로도 완만한 방법으로 재 배열화를 달성할 수 있게 된다.

크림프 가공후 경화전에, 크림프 매트(22)의 압축은 필요하다면 니들 펀치가공에 의해 이루어질 수 있다. 예를들어, 외층(25)용 섬유 재료는 크림프 매트(22)의 상부에 적용되고 니들 가공 장치(26)에 넘겨지게 되며, 그것의 니들(27)은 제1도와 관련하여 유사한 방법으로 설명한 바와같이 외층(25)을 꿰뚫고 크림프 매트(22)를 통과함으로써 외층(25)이 크림프 매트(22)에 꿰매어지게 되는 동시에 니들 가공으로인한 교착에 의해 섬유가 압축된다. 필요에따라, 외층은 터널로(23)내를 경화시키는 결합제를 함유할 수도 하지 않을 수도 있다. 크림프 가공을 보조하기 위해 이미 제공된, 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공조제는 그것이 니들 가공조제의 상응하는 효과를 갖는한 어떤 경우에도 니들 가공을 더 용이하게 한다. 또한 외층(25)뿐아니라 크림프 매트(22)의 표면부분은 니들 펀치 가공과 관련하여 설명한 방법에 따른 니들 가공에 의하여 압축에 대해 최적화될 수 있는데, 예를들면 그들은 또한 틱소트로픽화첨가제와 함께 니들 가공조제를 함유할 수 있으며, 어떤 경우에는 부가적으로 유연 텍스타일 섬유를 함유할 수도 있다. 외층은 니들 가공에 의해 크림프 매트(22)로 끌어당겨저서 크림프 매트를 얼마간 압축시키면서 거기에 고정된 텍스타일 섬유로도 이루어질 수 있으며, 또한 미리 슈우트(13)내에 유연 텍스타일 섬유를 유리하게 부가함으로써 매트(16)내에 균일하게 분포되게끔 할 수도 있다.

하기에는 2 가지의 바람직한 실시예를 기재하였다.

하기 성분의 가공조제를 제조한다:

물 99.44%

레오민 OR 0.5%

카보실(Cab-o-sil) M5 0.06%

레오민 OR 은 수백 cP의 표준 점도를 갖는 지방산 폴리글리콜 에스테르로써 섬유-섬유 사이에 잘 미끄러지는 성질을 갖게하고 분진을 잘 결합시키는 효과를 갖는다. 카보실 M5는 열분해 실리카이다.

이 가공제 0.05%의 양은, 니들 가공된 현무암 모 펠트상에 분무함으로써 적용된다. 현무암 모 펠트는 슈우트내에 8 내지 12㎛ 굵기의 텍스타일 글래스 필라멘트를 니들 가공 펠트 총량에 대해 3 중량%의 양으로 부가함으로써 생산되며 생산라인상의 현무암 모 중에 균일하게 분포된다. 텍스타일 글래스 필라멘트는 또한 틱소트로픽화제로서 소량의 카보실 M5 를 함유하는 가호제로 처리된 멀티-필라멘트 조사로부터 얻어지며, 그 후 40mm 의 길이로 잘린다. 이들 멀티-필라멘트 조사는 분쇄기내의 분리도구(소모드럼(carding drum) 및/또는 팬(fan))에 의해 각각의 필라멘트로 분리된다. 가호제에 틱소트로픽화 첨가제가 들어있기 때문에 상호간에 움직이는 두개의 필라멘트는 점도가 유동 점도치로 떨어졌을때 상호간에 매우 작은 힘만을 가하게 되어 최소화된 필라멘트 파손으로 인해 분리는 효과적이다. 결과적으로 단일 필라멘트는 손상당하지 않고 잘 분포된 채로, 그리고 그들의 적은 중량에도 불구하고, 니들 가공중에 압축을 상당히 증가시키는 효과가 있을 수 있다.

틱소트로픽화 첨가제인 열분해 실리카때문에, 니들 가공조제는, 예를들어, 두터운 지방의 점도에 상응하는 600,000 cP 정도의 고 점도를 갖는 것으로 입증되었다. 이것은 펠트의 섬유를 적당히 그들의 니들 가공된 위치에 놓이게 하여 완벽하게 그형태를 유지하는 튼튼한 니들 가공 펠트가 되도록 한다. 틱소트로픽화 효과때문에, 점도는 니들 가공중에 니들 가공으로 인해 기껏해야 수천 cP 의 비교적 낮은 수치로 적당히 떨어짐으로써, 주입된 니들 가공조제의 양이 소량임에도 불구하고 니들 가공은 잘 수행된다.

가열 시험중에는 냄새가 거의 나지 않고, 연기 형성도 거의 인식할 수 없음이 확인되었다.

하기 표는 앞에 설명된 니들 가공조제를 이용하여 둘다 제공된 유리모 및 현무암 모 펠트의 강도에 대한 텍스타일 유리 섬유의 영향을 설명한다. 하나는 텍스타일 유리 섬유가 없는 경우이고 다른 하나는 텍스타일 유리 섬유가 10 중랑%인 경우이다.

니들 펀치 가공된 현무암 모 펠트는 단지 니들 가공조제에 의해서만 만들어질 수 있으나 비교적 낮은 강도의 현무암 모 펠트를 생산시키는 반면, 이미 동일한 방법으로 처리되고 니들 가공된 글래스 모 펠트는 여러 목적에 잘 이용될 수 있다는것은 주목할만 하다. 상기에서 설명한 바와같이 조사의 형태로 10% 텍스타일 글래스섬유를 첨가함으로써 글래스 모 니들 가공 펠트의 강도는 크게 증가하는 반면에, 암석모 펠트의 강도는 몇배 증가함으로써 여러 경우의 용도에 필요한 강도 범위에 진입한다.

[실시예 2]

하기 성분의 니들 가공 조제로서의 가공제를 제조한다 :

물 99.3%

레오민 OR 0.5%

알루미나 C 0.3%

알루미나 C는 열분해되어 생산된 알루미나이다.

니들 가공조제 및 현무암 모 웹에 첨가된 0.1 % 양의 첨가제로서 상기 성분들은 실시예 1에 나타낸 바와같이 제조한다. 그러나, 여기에서는 더 많은 양의 틱소트로픽화 첨가제가 필요하다. 실시에 1에서는 (건조)니들 가공조제가 열분해 실리카 11%를 함유하는 반면에, 실시예 2에서는 동일한 질적 효과를 얻기 위해서 열분해되어 생산된 알루미나 37.5 % 가 첨가되어야 한다.

상기의 모든 퍼센트는 중량비이다. 또한 본 특허와 관련하여 광물모는, 필수적으로 광물 성질을 지닐 필요가 없으며 불규칙 배향으로 계속하여 생산되는 텍스타일 필라멘트를 포함한다.

요컨데 본 발명에 따른 틱소트로픽화 첨가제는 광물모 매트의 가공중에 섬유가 거의 파손되지 않는 유리한 효과를 가짐으로해서, 제품의 강도는 더욱 증가시키고 분진 발생량은 감소시킬 수 있다.

Claims (48)

1. 가공조제가 틱소트로픽화 첨가제를 함유하며, 가공조제의 정적점도가 100,000 cP를 초과함을 특징으로 하여, 섬유 상호간에 새롭고 안정한 위치로 이동시키기 위하여 섬유에 힘을 가함으로써 광물모 매트(1, 16, 22)를 가공하는 가공제.
2. 제1항에 있어서, 가공조제의 정적점도가 500,000 cP를 초과함을 특징으로 하는 가공제.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 틱소트로픽화 첨가제가 무기물임을 특징으로하는 가공제.
4. 제3항에 있어서, 가공제 총량에 대해 5 내지 50 중량(건조)%의 틱소트로픽화 첨가제를 함유함을 특징으로 하는 가공제.
5. 제3항에 있어서, 틱소트로픽화 첨가제가 열분해 생산된 산화물임을 특징으로하는 가공제.
6. 제5항에 있어서 틱소트로픽화 첨가제가 열분해 실리카임을 특징으로 하는 가공제.
7. 제6항에 있어서, 가공제 총량에 대해 5 내지 30 중량(건조)%의 열분해 실리카를 함유함을 특징으로하는 가공제.
8. 제7항에 있어서, 가공제 총량에 대해 10 내지 20 중량(건조)%의 열분해 실리카를 함유함을 특징으로 하는 가공제.
9. 제8항에 있어서, 가공제 총량에 대해 10 내지 15 중량(건조)%의 열분해 실리카를 함유함을 특징으로 하는 가공제.
10. 제3항에 있어서, 틱소트로픽화 첨가제가 몬모릴로나이트-함유 점토임을 특징으로 하는 가공제.
11. 제10항에 있어서, 틱소트로픽화 첨가제가 벤토나이트임을 특징으로 하는 가공제.
12. 제1항에 있어서, 염기성분으로서 표준점도가 1,000 cP 이하인 지방산 폴리글리콜에테르(“레오민 OR”)를 함유함을 특징으로 하는 가공제.
13. 가공조제의 정적점도가 100,000 cP를 초과하는 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공제를 사용하여 생산된 광물섬유-함유 니들 가공펠트.
14. 제13항에 있어서, 제1항에 정의된 가공제를 사용하여 생산된 니들 가공펠트.
15. 제13항 또는 14항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%의 가공제를 사용하여 생산된 니들 가공펠트.
16. 제15항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 최대 0.2 중량(건조)%의 가공제를 사용하여 생산된 니들 가공펠트.
17. 펠트가 니들 가공조제로서 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공제를 사용하여 생산되며 또한 가공조제의 정적점도가 100,000 cP를 초과함을 특징으로하는, 광물섬유 및 니들가공에 의해 광물섬유가 복합산재된 길이 20mm이상의 유연섬유를 불규칙 배향되게 함유하는 니들 가공펠트.
18. 제17항에 있어서, 광물섬유가 암석모 섬유이고 유연섬유가 텍스타일 글래스 필라멘트임을 특징으로 하는 생산된 니들 가공펠트.
19. 제17항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%의 가공제를 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
20. 제19항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 최대 0.2 중량(건조)%의 가공제를 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
21. 제19항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 0.01 내지 0.1 중량(건조)%의 가공제를 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
22. 제21항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 0.02 내지 0.05 중량(건조)%의 가공제를 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
23. 제22항에 있어서, 니들 가공조제로서 니들가공펠트(1) 총량에 대해 약 0.03 중량(건조)%의 가공제를 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
24. 제17항 내지 23항중 어느 하나에 있어서, 펠트 내측에 배열된 유연섬유들이 적어도 대략 균일하게 분포되어 있음을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
25. 제17항 내지 23항중 어느 하나에 있어서, 유연섬유들이 기층부 주 표면상의 외층(25)에 배열되어 있음을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
26. 제17항 내지 23항중 어느 하나에 있어서, 유연섬유들의 경우 니들가공펠트 총량에 대해 텍스타일 글래스 필라멘트를 5중량% 미만의 비율로 함유함을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
27. 제26항에 있어서, 텍스타일 글래스 필라멘트가 멀티-필라멘트 조사로부터 얻어짐을 특징으로 하는 니들 가공펠트.
28. 표면에 거의 평행하게 침적된 적층 매트(16)의 다수의 섬유가 길이 방향의 힘을 통해 크림프 매트(22)의 주 표면에 대해 횡단 위치로 이동되고, 상기 크림프 매트가 가공조제의 정적 점도가 100,000 cP를 초과하는 틱소트로픽화 첨가제를 함유하는 가공조제를 사용하여 생산된 크림프 광물모 제품.
29. 제28항에 있어서, 제1항의 가공조제를 사용하여 생산된 광물모 제품.
30. 제28항에 있어서, 매트 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%의 가공제를 사용하여 생산된 광물모 제품.
31. 제30항에 있어서, 매트 총량에 대해 최대 0.2 중량(건조)%의 가공제를 사용하여 생산된 광물모 제품.
32. 틱소프로픽화 첨가제가 니들 가공조제에 첨가되고 가공조제의 정적점도가 100,000 cP를 초과함을 특징으로 하여, 니들 가공조제 뿐만아니라 유연섬유를 광물 섬유매트에 첨가한 다음 니들 가공함으로써 제17항의 광물섬유 함유 니들가공 펠트를 생산하는 방법.
33. 제32항에 있어서, 유연섬유가 텍스타일 글래스 필라멘트임을 특징으로 하는 방법.
34. 제33항에 있어서, 텍스타일 글래스 필라멘트가 멀티필라멘트 조사를 분리함으로써 얻어짐을 특징으로 하는 방법.
35. 제34항에 있어서, 틱소트로픽화 첨가제가 멀티필라멘트 조사에 사용되는 가호제에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
36. 제32항 내지 35항중 어느 하나에 있어서, 텍스타일 글래스 필라멘트가 니들가공펠트(1) 총량에 대해 5 중량(건조)% 미만으로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
37. 제32항 내지 35항중 어느 하나에 있어서, 텍스타일 글래스 필라멘트가 섬유화 장치(11) 하부의 슈우트(13)내에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
38. 크림프 가공전에 틱소프로픽화 첨가제가 첨가된 가공조제를 섬유에 제공하고 가공조제의 정적점도가 100,000 cP를 초과함을 특징으로 하여, 크림프 가공에 의해 생산된 매트의 주 표면과 예각으로 섬유가 위치하며, 여기에서 섬유는 적어도 하나의 섬유화 장치(11)에 의해 생산되고, 결합제와 함께 제공되며, 생산라인(14)상에 적층매트(16)의 형태로 침적된 후, 결합제가 경화되기 전 매트속으로 주 표면 및 라인의 이동방향과 평행하게 힘을 주입시킴으로써 크림프 가공이 이루어져서 광물모 제품을 생산하는 방법.
39. 제38항에 있어서, 가공조제는 결합제가 경화되기 전 결합제의 효과를 대체할 정도의 양으로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
40. 제39항에 있어서, 가공조제가 매트(16) 총량에 대해 최대 0.4 중량(건조)%의 양으로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
41. 제40항에 있어서, 가공조제가 매트(16) 총량에 대해 최대 0.2 중량(건조)%의 양으로 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
42. 제38항 내지 41항중 어느 하나에 있어서, 크림프 매트(22)는 경화되기전 그 표면중 적어도 한면에 니들 가공작업이 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
43. 제42항에 있어서, 크림프 매트(22)의 표면이 니들 가공전에 외층(25)으로 제공됨을 특징으로 하는 방법.
44. 제43항에 있어서, 외층(25)이 결합제를 함유함으로 특징으로 하는 방법.
45. 제43항에 있어서, 외층(25)이 니들 가공조제로서 가공제를 함유함을 특징으로 하는 방법.
46. 제45항에 있어서, 외층(25)이 니들 가공조제로서 틱소트로픽화 첨가제 함유 가공제를 함유함을 특징으로 하는 방법.
47. 제43항 내지 46항중 어느 하나에 있어서, 외층(25)이 길이 20mm 이상의 조사형태인 텍스타일 섬유 필라멘트를 함유함을 특징으로 하는 방법.
48. 제47항에 있어서, 텍스타일 섬유 필라멘트가 쵸프드(chopped) 글래스 스트랜드임을 특징으로 하는 방법.