KR20000064721A

KR20000064721A - 단열제품을형성하는방법

Info

Publication number: KR20000064721A
Application number: KR1019980707446A
Authority: KR
Inventors: 더블유 스콧 밀러
Original assignee: 휴스톤 로버트 엘; 오웬스 코닝
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2000-11-06
Also published as: JP2000506944A; CN1214028A; WO1997034845A1; CA2247342A1; EP0888259A1; EP0888259A4

Abstract

단열 제품을 형성하는 방법은, 불규칙한 글라스 파이버(116)들을 로터리 공정을 사용하여 원심분리하고, 상기 파이버를 팩(48)으로 수집하며, 상기 팩(48)로부터 상기 파이버(116)의 일부를 연속적으로 뽑아 파이버(116)의 연속적인 얀을 생성시키고, 상기 얀을 단열 공동과 같은 용기를 향하여 공기식으로 프로펠링하여 단열 제품을 형성하는 것을 포함한다. 도한, 연속적이며, 불규칙한 방직 파이버(116)는 감겨진 패키지에서 풀어지고 단열 공동과 같은 용기를 향하여 공기식으로 프로펠링되어 단열 제품을 형성할 수 있다.

Description

단열 제품을 형성하는 방법

관련 출원

본 발명은 본 출원의 양수인에게 양도된 불규칙한 형상의 2 성분 글라스 파이버 제품 및 그 제조 방법이란 명칭으로 1994년 9월 21일에 출원되어 계류중인 미 국 특허출원 제 08/310,183 호(Alkire 등)와, 침윤된 파이버 재료를 형성하는 방법이란 명칭으로 1996년 2월 29일 출원되어 계류중인 특허출원의 일부 계속 출원이다.

종래의 글라스 파이버는 보강제, 직물, 방음 및 단열 재료를 포함하는 다양한 적용에 유용하다.

연속적인 글라스 파이버는 전형적으로 보강 및 직물 적용을 위해서 부싱(bushing)을 통하여 제조된다. 이러한 파이버는 전형적으로, 사이징(sizing)에 의해서 함께 유지되는 많은 글라스 필라멘트(filament)로 제조된다. 글라스 파이버는, 이들을 연속적인 스트랜드(strand), 얀(yarn) 및 로빙(roving)으로 결합시키거나, 글라스 파이버를 최종 사용자가 한정한 미리 정한 길이로 자르는 것으로 종종 추가 처리된다. 잘려진 경우, 그 결과 짧고, 곧은 파이버 세그먼트는 다른 물질과 혼합될 수도 있거나, 싱글(shingle)에 사용되는 것과 같은 매트로 습식 처리될 수도 있거나, 또는 사용을 위해 또 다르게 처리될 수도 있다. 부싱이 충분한 작동 수명을 갖는 반면에, 이들의 처리량은 글라스 파이버를 제조하는 로터리 파이버화 기술과 비교하여 한계가 있다.

전형적인 방음 및 단열 재료인 짧고, 곧은 파이버는 로터리 파이버화 기술에 의해서 제조되고 바인더에 의해서 상호 연결된다. 이러한 기술에서, 용융 글라스는 노로부터 오리피스를 구비한, 통상적으로 스피너(spinner)라 칭하는 원심분리기로 이송된다. 이러한 스피너에 의해서 제조된 파이버는 송풍기에 의해서 하방으로 끌어내려진다. 파이버가 하방으로 향할 때, 파이버를 울 제품으로 결합시키는데 필요한 바인더가 분사된다. 그후 파이버는 수집되고 울 팩으로 형성된다. 결과로 생기는 재료는 비-균일한 물질 분포, 바인더 비용, 및 바인더 내의 유기 화합물의 손상으로부터 환경을 보호하기 위하여 유출 및 배출 공기를 처리하는 비용의 문제가 있다.

단열 재료에 추가해서, 다른 울 제품들은 보드 또는 패널로 상기 울을 추가로 압착하거나 가열 세팅하여 울 팩으로부터 제조된다. 다른 방법으로, 울은 비-직조 재료를 형성하기 위해서 다른 천연 및 인공 파이버와 혼합되고, 그후 니들링(needling)과 같은 추가의 처리를 위해 파이버 팩을 오픈 업(open up) 하기 위해서 카딩(carding) 되거나 코우밍(combing) 될 수도 있다. 카딩 및 코우밍은 파이버를 정열시킨다. 혼합된 파이버는 양쪽이 글라스 파이버 매트릭스를 오픈시키고 니들링 작용을 '윤활'하게 하여 글라스 파이버가 니들링 될 수 있게 한다.

연속적이거나, 잘려지거나, 또는 울 팩으로 있는 종래의 글라스 파이버는 다양한 제품으로 되었다. 글라스 파이버를 포함하여 제품의 특성을 더욱 개선시키는 것과, 글라스 파이버의 특성을 이용하는 글라스 파이버의 새로운 용도를 찾는 것이 소망된다.

발명의 개시

본 발명에 따라서, 팩 구조에서 개선된 리질리언시(resiliency)와, 개방도(openness)를 향유하는 불규칙한 형상의 글라스 파이버가 제공된다. 일반적으로 여기에 일부 인용된 팩(pack), 배트(batt) 또는 다른 어셈블리는 뒤얽혀서 바인더가 필요 없는 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 포함한다. 본 발명에 따라 설명한 바와 같이, 불규칙한 형상의 파이버를 갖는 울팩부는, 종래의 글라스 파이버 처리 작업시 요구되는 중간 단계가 없이 곧바로 처리될 수도 있다. 즉, 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 울 팩은 종래의 곧은 글라스 울에서 달리 필요했던 다른 파이버와의 혼합, 카딩, 또는 윤활화의 선행 단계가 없이 니들링될 수도 있다. 불규칙 형상의 글라스 파이버의 개방도와 리질리언시는, 또한 파손보다는 편향시켜서 울 파이버가 마모와 니들링 손상에 저항할 수 있게 하고 처리 중에 분진을 적게 발생하게 한다. 또한, 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 오픈 구조는, 카딩 및 혼합 작업이 소망될 때 이것들을 더 쉽게 수행하게 한다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 불규칙한 형상의 글라스 파이버는 더욱 균일한 중량 분포를 가지므로, 니들링 또는 다른 처리에 의해 제조된 비직조 재료는 더욱 균일한 특성을 나타낸다. 그 결과, 불규칙한 형상의 파이버를 포함하는 일련의 물품이 다양하고 개선된 성능을 가지면서 더 낮은 제조비로 제조되거나, 더 적은 노력으로 처리될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 일부의 불규칙한 형상의 글라스 파이버 울의 제공하는 단계와, 불규칙한 형상의 글라스 파이버 울을 니들링하는 단계, 및 이에 의해 거의 불규칙한 형상의 글라스 파이버로 이루어진 비-직조 재료를 제조하는 단계를 포함하여 불규칙한 형상의 글라스 파이버로부터 비-직조 재료를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은, 로터리 파이버화에 의해서 제조된 불규칙한 형상의 2 성분 글라스 파이버로 수행되며, 카딩 또는 혼합과 같은 선행 처리가 필요 없다.

이와 같이, 본 발명은 불규칙한 형상의 글라스 파이버, 바람직하게는 다른 파이버와 혼합되지 않은 2 성분 글라스 파이버를 포함하여 카딩되지 않고 니들링된 글라스 파이버 울로 이루어진 비-직조 재료를 제공한다. 본 발명에 따라서 니들링된, 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 포함하는 재료는 글라스의 높은 내열, 내연, 내화학성, 및 치수 안정도뿐만 아니라 리질리언시, 하이 로프트(high loft), 찢김 저항(resistance to tear), 및 부드럽게 느껴지는 촉감(즉, 부드러운 "감촉")을 나타낸다. 니들(needle), 반복 니들링, 한쪽 또는 양쪽의 니들링, 및 니들링의 위치 선택은 이러한 특성을 변화시키고, 많은 제품 적용을 가능하게 한다.

한정되지 않는 실시예에 의해서, 결과로 생기는 직조 및 비-직조 재료의 제품 적용예는 여과 요소, 흡착제, 가스킷, 패킹, 싱글, 복합 구조 제품, 가구설비, 직물, 얀, 및 송풍 단열 시스템(blown-in insulation system) 에서의 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 용도를 포함한다.

마지막으로, 본 발명의 추가의 양상에서, 일반적으로 연속적인 울 토우(tow)의 불규칙한 형상의 파이버를 포함하는 비직조 재료가 제공된다. 일반적으로 연속적인 토우는 직접 형성 방법(direct forming method)에 의해서 수집된 파이버 글라스 울 팩을 "풀어서" 제조된다. 직접 형성 방법에서, 파이버의 베일(veil)에서 일반적으로 나선형 파이버 관계가 이루어지고 일반적으로 울 팩으로 유지되도록 불규칙한 형상의 글라스 파이버가 수집된다. 이러한 연속적인 울 토우는 얀, 직물, 패킹, 보강제, 및 송풍 단열재를 형성하기 위해 수많은 방식으로 추가로 처리될 수도 있다.

또한 연속적인 토우의 추가의 특징은 일반적으로 연속적인 토우가, 팬(fan) 또는 백큠(vacuum)에 의해서 유도된 공기 이동에 의해서 송풍 또는 뽑아지는 튜브를 통하여 작동 스테이션 사이로 이송될 수도 있다는 것이다.

직접 형성 방법에 의해 수집된 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 울팩을 포함하여 직접 형성 방법에 의해서 수집된 직접 형성 방법에 의해서 수집된 파이버글라스 울팩을 "풀어" 대개 연속적인 토우를 제조하는 것은, 송풍 시스템에도 추가로 적용될 수도 있고, 상기 울 팩은 형장에서 풀어져 큐빙되어, 단열될 공간으로 송풍될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 단열 제품은 불규칙한 파이버를 팩으로 제공하고, 팩으로부터 파이버의 일부를 뽑아 파이버의 연속적인 얀을 생성시키고, 얀을 용기쪽으로 프로펠링(propelling)하여 단열 제품을 형성한다. 용기는 파이버를 수용할 수 있는 어떠한 기재나, 단열을 요구하는 공동을 갖는 어떤 것일 수 있다. 얀은 이것을 공기 노즐에 통과시켜 진행시킴으로서 프로펠링될 수 있고, 노즐을 통하여 프로펠링될 때 절단될 수 있다. 파이버는 로터리 공정을 사용하여 제조되거나 패키지(package)에 감겨진 스트랜드로서 제공될 수 있고, 스트랜드는 방직 부싱으로부터 제조된다. 이러한 방법에 의해서 형성된 단열 제품은 빌딩내의 공동 또는 가전제품내의 공동과 같은 수많은 적용예에서 형성될 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명에 따라 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 수집하는 직접 형성 방법의 개략적인 사시도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 개략적인 사시도이다.

도 3 은 본 발명에 따라 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 울 팩에 수행된 다양한 처리 단계의 간략한 측면도이다.

도 4 는 패널 형상으로 형상화된 니들링된 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 포함하는 필터 요소의 개략적인 사시도이다.

도 5 는 필터 백 형상으로 형상화된 니들링된 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 포함하는 필터요소의 개략적인 사시도이다.

도 6a 는 니들링된 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 탄력 있는 매트릭스를 포함하는 대표적인 가스킷의 개략적인 사시도이다.

도 6b 는 다른 두께를 제공하도록 니들링된 불규칙한 글라스 파이버의 매트릭스를 포함하는 싱글의 개략적인 사시도이다.

도 7 은 불규칙한 형상의 글라스 파이버의 내부 코어(core)를 갖는 대표적인 구성 요소의 개략적인 사시도이다.

도 8a 는 본 발명에 따라서 불규칙한 글라스 파이버의 매트에 적용되는 대표적인 직조 공정의 개략적인 사시도이다.

도 8b 는 불규칙한 형상의 글라스 파이버로 직조된 매트의 개략적인 사시도이다.

도 9 는 직접 형성 방법으로 수집된 울 팩으로부터 제조되어진 불규칙한 형상의 울 파이버의 일반적으로 연속적인 토우의 개략적인 사시도이다.

도 10 은 불규칙한 형상의 울 파이버의 일반적으로 연속적인 토우로부터 얀을 제조하는 방법의 개략적인 사시도이다.

도 11 은 본 발명에 따른 일반적으로 연속적인 토우와 그 분배 시스템의 개략적인 사시도이다.

도 12 는 본 발명에 따른 휴대용 송풍 단열 시스템의 개략적인 사시도이다.

도 13 은 빌딩의 벽 공동안으로 파이버의 연속적인 얀을 공급하는 방법을 도시하는 개략적인 사시도이다.

도 14 는 부싱으로부터 불규칙한 파이버를 뽑아 이들을 감겨진 패키지에 스트랜드로서 수집하는 것의 개략적인 정면도이다.

도 15 는 패키지로부터 스트랜드를 연속적으로 뽑아내는 공정의 개략적인 사시도이다.

발명을 수행하기 위한 최선의 형태

도 1 내지 도 12 에 도시된 바와 같이 본 발명의 방법은 불규칙한 형상의 긴 글라스 파이버의 울팩을 다음의 제품과 재료로 처리하는데 사용될 수도 있다.

도 1 을 참조하면, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)가 제공되고 이것은 팩 구조(48)에서 개선된 리질리언시와, 개방도를 향유한다. 여기에서 부분(184)으로 지시된 팩, 배트 또는 다른 어셈블리는, 뒤얽혀지고 바인더가 필요 없는 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)를 포함한다. 파이버 구조와 울 팩(48)을 제조하는 방법은 양도된 미국 특허 제 5,431,992 호와, 양도되어 계류중인 미국 특허출원 제 08/240,428 호(1994년 5월 10일 출원), 제 08/236,061 호(1994년 5월 2일 출원), 및 제 08/236,067 호(1994년 5월 2일 출원)에 개시되며, 이들 모두는 그 전부가 여기에 참고로 인용된다.

도 1을 참조하면, 울 팩(48)(또는 부분;148)을 제조하는 바람직한 방법이 개시되며, 길고, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)는 대향하는 제 1 컨베이어 표면(22) 상에 수집된다. 또한 직접 형성 수집(direct form collection)이라 칭해지는, 바람직한 방법은, 앞에서 참고로 참조한 미국 특허출원 제 08/240,428 호에 더 상세히 잘 개시된다. 이러한 방법은 울 팩(48)에서 거의 나선형 배향을 갖는 불규칙한 형상의 파이버(116)를 수집하는 장점을 갖는다. 불규칙한 형상의 긴 글라스 파이버(116)는 그 2 차원 투영(118)과 함께 도 2 에 대표적으로 도시되며, 이는 불규칙한 형상 또는 그 길이를 따른 회전을 도시한다.

지금부터 도 3 을 참조하면, 본 발명에 따라서, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)를 포함하는 울부(148)는, 종래의 글라스 파이버 처리 작업을 수반하는 중간 단계가 없이 곧바로 처리될 수도 있다. 즉, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)의 울부(148)는 종래의 곧은 글라스 울에 필요했던 카딩, 다른 파이버와의 혼합, 또는 윤활처리의 선행 단계가 없이 일반적으로 130 으로 지시된 바와 같이 니들링될 수도 있다. 불규칙 형상의 글라스 파이버(116)의 개방도와 리질리언시는, 파손보다는 편향시킴에 의해서 울 파이버가 마모와 니들링 손상에 저항할 수 있게 하고, 처리하는 동안에 분진을 적에 발생시킨다. 또한, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)의 오픈 구조는, 일반적으로 132 와 134 로 각각 지시된 카딩 및 혼합 작업이 소망될 때 이것들을 더 쉽게 수행하게 한다. 이러한 처리는 니들링 이전에 수행되는 것이 바람직하지만, 니들링(130) 이후에도 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라서 제조된 불규칙한 형상의 유리 파이버(116)는 더 균일한 중량 분포를 가지므로, 니들링 또는 다른 처리에 의해서 제조된 비-직조 재료는 더 균일한 특성을 나타낸다. 그 결과로써, 불규칙한 형상의 유리 파이버(116)를 포함하는 일련의 물품들은 여기에 도 3 내지 도 12 에 예시되며 이것들은 다양하고 개선된 제품 성능을 가지면서 저 비용으로 제조될 수도 있고, 또는 적은 노력으로 처리될 수도 있다.

따라서, 본 발명은 불규칙한 형상의 글라스 파이버 울부(148)를 제공하는 단계, 불규칙한 형상의 글라스 파이버 울을 니들링하는 단계, 이에 의해 거의 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)로 이루어진 비-직조 재료(150)를 제조하는 단계를 포함하여, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)로부터 비직조 재료(150)를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 방법은 로터리 파이버화에 의해서 제조된 불규칙한 형상의, 2 성분 글라스 파이버로 수행되며, 카딩이나 혼합과 같은 선행 처리가 필요 없다.

따라서, 본 발명은 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116), 바람직하게는 다른 파이버와 혼합되지 않은 2 성분 글라스 파이버를 포함하여, 카딩되지 않고 니들링된 글라스 파이버 울로 이루어진 비-직조 재료(150)를 제공한다. 본 발명에 따라서 니들링된, 불규칙한 형상의 글라스 파이버를 포함하는 비-직조 재료(150)는 글라스의 높은 내열 및 내화학성뿐만 아니라, 리질리언시, 하이 로프트, 찢김 저항 및 부드럽게 느껴지는 촉감(즉, 부드러운 "감촉")을 나타낸다. 130 에서 환영으로 대표적으로 지시된 바와 같이, 니들(needle), 재료의 입방 센티미터당 관통, 라인 스피드, 니들의 수직 변위, 반복 니들링 및 한쪽 또는 양쪽으로부터의 니들링의 선택은 이러한 특성을 변화시키고, 많은 제품 적용을 가능하게 한다.

이해할 수 있는 바와 같이, 카딩 단계(132) 및/또는 혼합 단계(134)의 삭제는 비-직조 재료의 제조비용을 낮출 수 있고, 또한 본 발명의 불규칙한 글라스 파이버(116)의 탄력있는 촉감 재료에서 장점을 나타낸다. 상기 참고 문헌에 의해 인용된 파이버화 특징과 수집 기술에 기인하여, 니들링(130) 또는 다른 처리는 울 팩(48) 제조 후에 곧바로 실행될 수 있다. 간단히 말하면, 비-직조 직물 재료(150)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 136 으로 지시된 절단 또는 스탬핑 처리에 의해서 시이트(152)로 제조될 수 있다.

코팅제, 포화제, 필러를 가하는 방식의 추가의 처리는 138 로 지시되고, 특정 코팅제, 포화제 또는 필러, 또는 가열, 건조 또는 세정과 같은 다 단계를 포함하는 다른 표면 처리에 필요한 경우 포함할 수도 있다.

도 4 내지 도 7 을 참조하면, 예시적인 제품 적용예가 도시된다. 도 4 와 도 5 는 니들링된 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)의 비직조, 펠트형(felt-like) 재료(150)를 사용한 다른 여과 제품(160, 162)을 도시한다. 여과 제품은 패널(160) 또는 백(162)으로 형상화된다. 파이버 특성으로 인하여, 여과 제품(160, 162)은 전체적으로 균일한 여과 특성을 나타내고, 고온 환경에서 적용할 수 있다. 또한, 증가된 표면적을 제공하고, 또는 특정 화학 부류에 적용하기 위한 반응 상태를 제공하기 위해서 표면 처리가 추가될 수도 있다(예들 들면 138 에서). 또한, 비-직조 재료(150)의 시이트(152)는 추가의 처리 없이 흡착 재료로서 작용할 수도 있거나, 울 부위의 흡착제 특성을 보강하기 위한 표면 처리를 포함할 수도 있고, 또는 복합 흡착제의 일부를 형성할 수도 있다. 이 점에서 관심있는 특정 적용예의 하나가 물위에 부유한 오일 누설물용 흡착제로서의 용도이다.

니들링 처리를 하거나 니들링 처리를 하지 않은, 본 발명에 따른 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)는 추가의 복합 제품을 제조하기 위해서 흡착제로 처리될 수도 있거나(일반적으로 138 로 지시됨) 또는 파이버 매트릭스로 침투하는 필러와 혼합될 수도 있다. 이제 도 6a 를 참조하면, 가스킷(166)은 니들링된 비직조 재료(150;도시된 바와 같이)로 제조되거나 밀폐 셀 폼(foam)과 같은 포화제(164)와 혼합한 니들링되지 않은 울부(148)로 제조된다. 본 발명에 따라서, 니들링된 울 재료(150)의 불규칙한 형상의 파이버의 리질리언시와 개방도는 폼 포화제에 없는 필요한 회복성을 혼합물에 제공하고, 반면 폼 포화제(164)는 니들링된 재료(150)의 더 개방된 파이버 구조에 부족한 밀봉 특성을 제공한다. 유사하게, 보강제 응용예에서, 니들링된 펠트 또는 니들링되지 않은 울부는 필러 재료를 보강하는데 사용될 수도 있다. 본 발명의 불규칙한 형상의 파이버(116)를 포함하여 니들링된, 비직조 울 재료(150)는, 예컨데, 하이 로프트의 루핑(roofing) 제품을 위한 아스팔트 필러로 사용될 수도 있다. 이 점에서, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 니들링이 재료의 폭에 걸쳐서 다양할 수도 있어서 별도의 싱글(168)을 형성하기 위해서 절단될 때 영역들은 다른 두께를 가진다. 다르게는, 니들링되거나 니들링되지 않은 울부(148)는, 거의 강성인 복합 구조 제품을 보강시키기 위해서 예컨데, 폴리에스테르나 다른 폴리머 필러와 함께 사용될 수도 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 불규칙한 형상의 파이버(116)를 포함하여 니들링된 울 재료(150)는 압출된 구조 제품(153)을 형성할 수도 있다.

니들링, 카딩 및 혼합 공정(130, 132, 134)에 추가해서, 본 발명의 불규칙한 형상의 파이버(116)는, 도 3 의 140 에 도시된 바와 같이, 사용을 위해 파이버 세그먼트로 절단하는 처리가 수행될 수도 있다. 그러한 절단 공정은, 보강제로의 사용을 위해 불규칙한 형상의 파이버(116)를 준비하게 위해서 로터리 파이버화 후에 수행되거나 또는 심지어 니들링 후에 수행될 수도 있다. 어떤 적용예에서, 파이버(116)는 팩 구조를 파괴하기 위해서 택일적으로 카딩되거나 코우밍될 수도 있다. 여하튼, 곧은 파이버를 위한 공지된 습윤 기술에서, 도 8a 에 도시된 바와 같이 불규칙한 형상의 파이버(116)는 그후 습식처리되고, 증착되며, 건조되어 불규칙한 형상의 매트(154)를 형성한다. 그러한 매트(154)는 싱글(168)의 전구체뿐만 아니라, 내열, 내연 또는 내화학성을 갖는 벽 외피, 바닥, 및 천정 타일과 같은 가구설비용 기초 매트릭스로서 사용될 수 있다. 도 8a 와 8b 에 도시된 바와 같이, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)의 리질리언시와 개방도는 종래의 파이버 기재에서는 얻을 수 없었던 다양한 외관을 제공하는 매트 구조를 직조하는 것을 가능하게 한다.

도 8a 에 도시된 바와 같이, 작은 구멍이 있거나 갈라진 컨베이어와 같은 컨베이어(144)가 방직 스테이션 위로 매트를 이송하기 위해서 사용될 수도 있고 공기 제트(air zet;146a), 브러쉬(146b), 백큠(146c) 또는 다른 직조 수단은 매트 표면에 있는 불규칙한 파이버(116)가 풀어지고 직조된 라인(158)을 만들도록 야기한다. 천정 타일, 벽 외피, 바닥재, 싱글 또는 가스킷에 사용되는 것과 같은 코팅제, 포화제 또는 필러(도 3 에 도시됨)를 연속적으로 인가하면 직조된 제품을 만들 것이다. 직조된 매트(156)의 단면은 도 8b 에 도시된다.

마지막으로, 본 발명의 추가의 양상에서, 불규칙 형상의 파이버(116)를 포함하는 비직조 재료(150)가 일반적으로 연속적인 울 토우(170)에 제공된다. 상기 일반적인 연속 토우(170)는, 여기에 참고로 인용된 미국 특허 출원 일련 번호 08/240,428 에 기재된 것과 같은 직접 형성 방법으로 수집된 파이버글라스 울 팩(48)을 "풀림"하여 제조된다. 직접 형성 방법에서, 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)는 수집되어서 파이버의 베일에서 일반적으로 나선형 파이버 관계가 포착되고 이들의 나선형 방위가 일반적으로 울 팩(48)에 유지되어진다. 직접 형성 방법이 로터리 파이버화기로부터 길고 곧은 파이버를 수집하는데 또한 사용될 수도 있기 때문에, 비록 감소된 파이버 뒤엉킴 때문에 연속적인 토우를 유지하는데 어려움이 있지만, 여기서 언급한 "풀림" 은, 그러한 재료의 배트에서 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 일반적으로 연속적인 울 토우(170)는 수많은 방식으로 추가로 처리될 수도 있고, 코어(176)로 롤링될 수도 있다.

상기 토우(170)는 비직조 조직의 스트립을 만들기 위해서 추가의 처리 없이 니들링될 수도 있고, 또는 도 3에서 언급하고 상기한 방식으로 카딩이나 혼합하거나; 절단하거나, 베거나, 스탬핑하거나; 또는 코팅제, 포화제 또는 필러를 첨가하는 것으로 추가로 처리될 수도 있다.

또한, 불규칙한 형상 파이버(116)의 일반적으로 연속적인 울 토우(170)는 도 10 에 도시된 바와 같이, 공기 구동 벤츄리 튜브(180)를 통하여 한 번 이상 공급될 수도 있다. 벤츄리 튜브(180)는 축방향 기류를 제공하며 공기 증폭기로서 작용하는 공기 제트(air jet;182)를 구비한다. 벤츄리 튜브(180)는 오하이오주 신시네티의 ITW vortec corp. 의 모델 번호 218 인 보텍스 튜브(Vortex tube)와 같이 상업적으로 이용 가능하다. 벤츄리 튜브(180)는 울 팩(48)으로부터 토우를 푸는 것을 단순히 보조하기 위해 사용될 수도 있다. 그렇지만, 본 발명에 따라서 변형될 때, 벤츄리 튜브는 공기의 나선형 소용돌이를 일으키는 다수의 접선식으로 조준된 공기 제트(184)를 추가로 구비한다. 축방향 기류 성분과 나선형 소용돌이가 주어진 벤츄리 튜브(180)는 그 사이에서 구동되는 토우(170)에 길이방향의 꼬임을 유발하고, 그 결과 얀(172)이 만들어진다. 토우(170)에 가해진 꼬임의 정도에 따라 곧은 또는 바람직하게는 불규칙한 형상의 울 파이버로부터 다양한 개방도의 얀이 제조될 수 있다. 다르게는, 상기 얀(172)은 기계적인 수단으로 형성될 수도 있으나, 불규칙한 형상 파이버의 뒤엉킴에의 충격 감소와 토우(170)의 무결을 위해 공기 수단이 바람직하다.

또한, 계속해서 도 10 을 참조하여, 이와 같이 형성된 얀(172)은 기계적 꼬임 수단, 또는 벤츄리 튜브(180)의 통과에 의해서 유사하거나 상이한 파이버의 다른 얀과 추가로 혼합될 수도 있어서(일반적으로 186 으로 지시됨) 특정 용도용 혼합 얀 특성을 나타낸다. 불규칙한 형상의 글라스 파이버 얀은, 단독으로나 다른 파어버와 혼합되어 캐리어나 보장제로 사용될 수도 있고, 또는 직조 직물 제조를 포함하는 추가의 직물 작업에서 사용될 수도 있다.

이제 도 11 을 참조하여, 본 발명에 따른 연속적인 토우(170)의 추가의 특징은 일반적으로 연속적인 토우(170)가 제조 설비에서 이송 튜브(188)를 통하여 가동 스테이션들 사이로 이송될 수도 있다는 것이다. 상기 토우는 팬 또는 백큠 또는 벤츄리 튜브에 의해서 야기된 공기 이동에 의해 송풍되거나 뽑아질 수도 있다. 따라서, 섬유화 스테이션으로부터, 여기에 개시된 직접 형성 방법에 의해서 수집된 불규칙 형상 파이버(116)의 울 팩(48)은 토우(170)로 풀려지거나, 수동 조작, 종래의 컨베이어 또는 다른 기계적인 전송 없이 떨어진 스테이션에서의 추가 처리를 위해서 이송될 수도 있다. 바람직하게는 이송 파이프(188)는 최소의 설비 바닥 공간을 필요로 하는 오버헤드 시스템으로서 설치된다.

직접 형성 방법에 의해서 수집된 불규칙한 형상의 글라스 파이버(116)의 울 팩(48)을 포함하여 직접 형성 방법에 의해서 수집된 파이버 글라스 울 팩(48)을 풀어서 대개 연속적인 토우(170)를 제조하는 것은 휴대용 울 송풍 장치(190)를 제공시 추가로 적용될 수도 있다. 본 발명에 따라, 크게 압착된 울팩(48)은 현장에서 풀어지고, 표준 벤츄리 튜브(192)에 의해서 그로부터 토우(170)가 뽑아진다. 그후 상기 토우(170)는 토우(170)를 입방체나 조각으로 자르는 큐빙 요소(cubing element;194)를 통과하고, 그후 바람직하게는 가압된 공기에 의해서 단열되어질 공간으로 송풍된다. 상기 큐빙 장치(194)는 바람직하게는 두 개의 중공 절단 실린더(196)를 구비한다. 상기 입방체는 폭, 길이 또는 높이 방향의 어디에서나 1.2 내지 2.5 cm 인 것이 바람직하다. 일단 잘려진, 상기 입방체는 실린더(196)의 중앙으로 떨어지고 여기로부터 공기압착기(도시 안됨), 또는 다르게는 팬 또는 송풍기에 의한 가압 공기에 의해서 덕트(198)를 통하여 송풍된다. 이러한 휴대용 시스템은 설치자가 불규칙한 형상의 파이버(116)의 높은 압착성을 이용하게하고, 트럭 및 호스의 주요 비용을 줄이고, 공정 현장에서 세정기를 작동시키게 한다.

도 13 에 도시된 바와 같이, 얀(170)은 울 팩(48)에서 연속적으로 뽑아지고 빌딩 구조물(204)의 벽 공동(202)을 향하여 얀을 프로펠링시키는 로빙 건(roving gun;200)으로 공급된다. 빌딩 구조물을 향하여 얀을 프로펠링시키는데 적절한 공기 노즐과 같은 어떠한 장치라도 사용될 수 있다. 간편한 프로펠링 장치는 로빙 건이며, 이는 레이-업(lay-up)성형 산업에서 잘 공지된다. 로빙건은 통상적으로 공기 작용으로 구동되며, 전형적으로 얀 또는 스트랜드를 분배하면서 절단하는 회전 절단 기구를 구비한다. 다양한 크기의 로빙 건이 이용가능하며, 최적 크기는 소망하는 프로펠링 속도와 얀 또는 스트랜드의 중량, 길이 및 두께에 의존한다. 로빙 건에는 도시되지 않은 가압 공기 공급원에 연결된 공급 라인(206)을 통하여 가압된 공기가 공급된다. 몇몇 적용예에서 로빙 건은 얀이 로빙 건을 통과할 때 불연속 길이로 자르는 도시 안된 조립 절단기를 구비할 것이다. 본 발명에 사용하기 위한 바람직한 얀은 이중 글라스 조성물로부터 제조된 2 성분의 불규칙 글라스 파이버이다. 불규칙한 파이버의 팩을 제조하는데 바람직한 방법은 상기한 바와 같이 로터리 공정을 사용하는 것이다.

단열제 설치자는 빌딩 구조물(204)의 공동(202)을 단열시키기 위해서 잘려진 얀을, 종래 기술에서 공지된 방식으로 루스필(loosefil) 단열제의 형태로 조작할 수 있다. 전형적인 빌딩 구조물은 플라스틱 베이퍼 배리어(plastic vapor barrier;212)가 그 위에 부착되는 벽 스터드(wall stud;210)를 포함한다. 루스필 단열재(208)는 플라스틱 베이퍼 배리어에 있는 도시 안된 작은 개구부를 통하여 또는 도시된 플라스틱 베이퍼 배리어 상부 위에서 보내진다. 루스필 단열재는 벽 공동 내에 제품(214) 또는 단열체로서 축적된다. 빌딩의 공동을 단열하는 것에 추가해서, 본 발명의 방법은 많은 종류의 자동차, 산업 장비 및 가전제품의 단열하는 오픈(open) 성형 기술에 사용될 수 있다.

단열 제품을 제조하기 위해서 본 발명의 방법을 사용하면 몇몇 장점이 있다. 블로잉(blowing) 울이나 루스필 단열재를 빌딩에 설비하기 위해 종래에 사용된 부피가 크고 성가신 장비와 대조적으로 얀을 풀고 이것을 로빙 건 또는 유사한 어플리케이터로 프로펠링시키는 것은 설비자의 이동 자유와, 장비의 빠른 셋업(setup) 및 넉다운(knockdown) 시간, 루스필 단열제를 진행시키는데 더욱 정교한 제어를 허여한다. 또한, 파이버재료가 분배될 때 거기에 다른 물질이 첨가될 수 있다. 그 예는 대전 방지 재료, 화제 지연제, 및 윤활제를 포함한다.

도 14 에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서 불규칙한 글라스 파이버가 필리멘트(220)로서 부싱(222)으로부터 뽑아진다. 필라멘트(220)는 보강되어질 수지 매트릭스와의 적합성을 향상시키고 그 와의 마모를 방지하기 위해서 필라멘트에 코팅제를 도포하는 사이즈 어플리케이터(224)에 의해서 접촉될 수 있다. 필라멘트는 스트랜드(226)로 모여 와인더(232)의 회전 콜리트(collet;230) 상에서 패키지(228)로서 감겨진다.

불규칙한 파이버는 상이한 열 전도 계수를 갖는 두 개의 다른 글라스(234 및 236)로부터 제조된 이중 글라스 파이버가 바람직하다. 이중 글라스 파이버를 형성하기 위해서 각각의 부싱 팁(238)들이 글라스(234)와 글라스(236) 양쪽의 본체에 연결된다. 열 팽창 계수의 차이는 파이버에 고유의 곱슬곱슬함을 제공한다. 추가적으로, 파이버가 형성될 때 거기에 랜덤 포스(random force)를 부여하는 충분한 난류를 제공하기 위해서 팬(240)과 같은 난류 발생기가 사용될 수 있다.

일단 불규칙한 파이버의 스트랜드들이 패키지로 형성되면, 이것들은 도 15 와 같이 풀어질 수 있다. 스트랜드는 공기 노즐(242)과 같은 어느 적절한 수단에 의해서 프로펠링된다. 공기 노즐에는 노즐을 통하여 스트랜드를 구동시키기 위해서 도시 안된 가압된 공기의 공급원에 연결된 공기 라인(244)을 통해 공기가 공급된다. 노즐에는 도시 안된 절단기가 스트랜드를 불연속 길이로 자르기 위해서 제공될 수 있다. 노즐은 스트랜드를 소음기(248)의 공동(247)과 같은 적절한 용기로 향하게 하기 위해서 배치될 수 있다. 불규칙한 파이버의 이러한 적용은 방음을 제공한다. 다르게는, 비행기 및 자동차와 같은 운송 수단을 포함하고, 또한 취사용 레인지 및 식기 세척기와 같은 가전제품을 포함하여, 다른 타입의 용기 안으로 스트랜드를 프로펠링하기 위해서 노즐이 배치될 수 있다. 추가적으로, 불규칙한 파이버들은 자동차 헤드라이너 및 파이프 단열 제품과 같은 산업용 단열 제품을 형성하기 위해서 용기 안으로 프로펠링될 수 있다. 또한, 단열 제품은, 단열 품질은 두 번째 중요한 문제인 윈도우 리니얼 또는 압착된 파이버 빌딩 스터드와 같은 사실상 주된 구조가 될 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예에서, (울 팩으로부터 얀을 뽑아내어 형성된)얀 또는 (방직 부싱으로부터 뽑아내어)스트랜드의 불규칙한 파이버들은 코팅제로 처리되거나 패키징 및 이송 단계 동안에 얀 또는 스트랜드의 큰 부피를 줄이도록 마무리 될 수 있다. 상기 마무리는 로터리 공정에서의 불규칙한 파이버에 도시 안한 액체 스프레이를 사용하여 적용될 수 있고, 또는 형성 작업후의 얀을 코팅 배쓰(bath)에 통과시킴으로서 얀에 적용될 수 있다. 방직 공정에서 마무리는 어플리케이터(224)에 의해서 스트랜드에 적용될 수 있다. 노즐 또는 로빙 건에는 불규칙 파이버 상의 상기 마무리에 영향을 주거나 파괴하여 상기 마무리를 열화시키는 메커니즘이 제공될 수 있다. 이러한 마무리의 열화는 불규칙 파이버에 대한 마무리의 제어를 해제할 것이고, 이에 의해서 얀 또는 스트랜드의 부피가 증가하게 할 수 있다.

이상, 본 발명을 상세하게 그리고 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 첨부한 청구범위에 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지의 수정과 변화가 가능하다.

본 발명은 글라스 파이버 울의 가공 방법 및 그로부터의 제품에 관한 것이며, 더욱 상세히는 불규칙한 형상의 글라스 파이버로부터 제조된 제품 및 가공 방법에 관한 것이다.

본 발명은 빌딩내의 벽 공동의 단열, 및 취사용 레인지와 같은 가전제품 및 자동차 소음기의 단열과 같은 단열 제품을 제조하는 데 유용하다.

Claims

단열 제품을 형성하는 방법으로서,

불규칙한 파이버를 팩으로서 제공하는 단계와, 상기 팩으로부터 파이버의 일부를 연속적으로 뽑아내어 파이버들의 연속적인 얀을 형성하는 단계와, 상기 얀을 용기를 향하여 프로펠링시켜 단열 제품을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법
제 1 항에 있어서,

상기 얀을 공기 노즐을 통해 진행시켜 프로펠링시키는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 2 항에 있어서,

얀이 노즐을 통하여 프로펠링될 때에 상기 얀을 자르는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 불규칙 파이버들의 팩은, 로터리 공정을 사용하여 파이버들을 원심분리하고 이 파이버들을 팩으로서 수집함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 용기는 빌딩내의 공동이고, 상기 얀을 그 공동안으로 프로펠링시키는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 용기는 가전제품내의 공동이고, 상기 얀을 그 공동안으로 프로펠링시키는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 팩의 불규칙 파이버는 팩의 부피를 감소시키는 마무리를 갖고, 상기 프로펠링 단계는 상기 마무리의 효과를 열화시켜서, 불규칙한 파이버의 부피를 증가시키는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 불규칙 파이버들의 팩은 로터리 공정을 사용하여 파이버들을 원심분리하고 이 파이버들을 팩으로서 수집함으로써 제공되며, 상기 얀은 공기 노즐을 통해 프로펠링되고 그 노즐을 통하여 프로펠링될 때에 잘려지며, 상기 용기는 빌딩내의 공동이며, 상기 얀은 공동안으로 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법
단열 제품을 형성하는 방법으로서,

로터리 공정을 사용하여 불규칙 글라스 파이버들을 원심분리하는 단계와, 상기 파이버들을 팩으로서 수집하는 단계와, 상기 팩으로부터 파이버들의 일부를 연속적으로 뽑아내어 파이버의 연속적인 얀을 형성하는 단계와, 상기 얀을 용기를 향하여 프로펠링하여 단열 제품을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 얀을 공기 노즐을 통해 프로펠링하고 상기 노즐을 통해 프로펠링될 때에 상기 얀을 자르는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 용기는 빌딩내의 공동이고, 상기 얀은 그 공동안으로 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 용기는 가전제품내의 공동이고, 상기 얀은 그 공동안으로 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 장치.
단열 제품을 형성하는 방법으로서, 불규칙 파이버들을 감겨진 패키지로서 제공하는 단계와, 상기 패키지로부터 스트랜드를 연속적으로 뽑아내는 단계와, 상기 스트랜드를 용기를 향하여 프로펠링하여 단열 제품을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 스트랜드는 공기 노즐을 통과하여 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 스트랜드가 노즐을 통하여 프로펠링될 때 상기 스트랜드를 자르는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

불규칙한 파이버의 상기 감겨진 패키지는 상기 파이버를 부싱으로부터 뽑아내어, 상기 스트랜드를 감겨진 패키지로서 수집함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 용기는 빌딩내의 공동이며, 상기 스트랜드는 상기 공동안으로 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 용기는 가전제품내의 공동이며, 상기 스트랜드는 상기 공동안으로 프로펠링되는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 팩의 불규칙 파이버는 팩의 부피를 감소시키는 마무리를 갖고, 상기 프로펠링 단계는 이 마무리의 효과를 열화시켜서, 불규칙한 파이버의 부피를 증가시키는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

불규칙한 파이버들의 상기 감겨진 패키지는, 불규칙한 글라스 파이버를 용융 글라스를 함유하는 부싱으로부터 뽑아내어, 그 스트랜드를 감겨진 패키지로서 수집함으로써 제공되며, 상기 스트랜드는 공기 노즐을 통과하여 프로펠링되고, 상기 스트랜드는 상기 노즐을 통과할 때에 잘려지는 것을 특징으로 하는 단열 제품 형성 방법.