KR20010032374A - 섬유팩 제조 방법 - Google Patents

Abstract

수집면 (14) 을 따라서 기계 방향으로 정렬된 2 이상의 광물 섬유 스피너 (12) 를 사용하여 용융 광물 재료로부터 2 이상 세트의 광물 섬유를 원심분리하는 단계, 각각의 광물 섬유 세트를 상기 광물 섬유 스피너 (12) 중의 하나의 하부의 하방 이동 베일 (24) 로 배향시키는 단계, 각각의 광물 섬유 스피너로 (12) 부터 이격된 1 이상의 오리피스형성 다이 (50) 로부터 하방으로 이동하는 정렬된 유기 섬유 열 (52) 을 형성하고 그 열 (52) 을 광물 섬유와 접촉하도록 배향시키는 단계, 및 광물 섬유와 유기 섬유를 섬유팩으로서 수집하는 단계를 포함한다.

Description

섬유팩 제조 방법 {METHOD OF MAKING A FIBROUS PACK}

광물 섬유 제품, 특히, 유리 섬유로 제조된 제품을 통상적으로 연속 섬유 또는 불연속 섬유로 제조된다. 마모로부터 섬유를 보호하고, 광물 섬유를 서로 연결하여 구조적 제품을 형성시키고, 강화 섬유와 플라스틱 메트릭스사이의 혼화성과 같은 광물 섬유와 다른 재료와의 혼화성을 제공하기 위하여 각종 섬유 코팅제가 도포될 수 있다. 절연제품의 경우에, 광물 섬유는 페놀/포름알데히드 바인더 등의 유기 재료에 의해서 통상적으로 결합되어, 패키징 동안 압축한 후 회복될 수 있는 스프링형 매트릭스를 형성한다. 유리 섬유와 유기 재료 섬유를 갖고, 직물 비직조 (textile non-woven) 공정에 의해서 제조되는 매트 제품의 하나는 ″Chenoweth″ 등의 미국 특허 제 4,751,134 호에 개시된다.

광물 섬유에의 유기재료 도포는 몇 가지 형태로 실시된다. 연속 광물 섬유는 연속 섬유에의 사이즈 도포 동안에 섬유에 코팅제를 도포하기 위하여 도포기를 가로지르거나 배쓰를 통하여 진행될 수 있다. 다른 방식으로는, 유기 재료가 광물 섬유 상에 분무될 수 있다. 그러한 방법은 실린더형 광물 섬유 베일이 페놀/포름알데히드 바인더의 분무액과 만나는 회전 공정을 이용한 절연 제품 제조에 통상적으로 사용된다.

광물 섬유의 실린더형 베일에 수성의 유기 바인더를 도포하는 종래 기술의 문제점은 액상 바인더 액적 (drop) 과 광물 섬유 베일이 접촉하기 이전에 바인더의 일부가 증발한다는 것이다. 그러한 문제점은 섬유화기에 매우 근접하여, 바인더를 도포해야 하므로 더욱 악화되는데, 그곳에서의 고온 환경은 유리 섬유와 접촉하기 이전에 액상 바인더 액적의 일부가 증발하게 한다. 증발된 바인더 물질은 공정의 배기 스트림에서 오염물이 되며 오염을 방지하기 위하여 반드시 세정되어야 한다. 또한, 광물 섬유 상의 바인더 물질은 점성적이어서, 제품상에 낙하하고 제품 결함을 야기할 수 있는 유리 섬유 절연 물질의 덩어리가 쌓이는 것을 방지하기 위하여 섬유 수집 장치의 과도한 세정을 요한다. 또한, 바인더 물질은 오븐에서 반드시 경화되어야하며, 바인더 자체의 경화뿐만 아니라, 바인더와 혼재된 수분을 증발시키고, 가열 및 경화 공정의 기체 상태의 부산물을 환경적으로 세정하기 위하여 상당한 에너지를 요한다.

섬유 베일에 바인더 물질의 수용액을 단순히 분무하지 않고 회전 공정으로부터 유기 바인더 물질을 광물 섬유에 결합시키기 위한 시도가 과거에 이루어졌다. 예컨대, ″Thiessen″ 의 미국 특허 제 5,123,949 호는 회전 스피너의 축 또는 중공 퀼 (quill) 을 통하여 첨가제 입자가 공급되는 회전 섬유화 공정을 개시한다. 입자는 베일 내의 로커스 (locus) 로부터 광물 섬유의 베일을 향해진다. 첨가제 입자는 성질이 셀룰로오스 섬유와 같은 섬유성이고, 또한 입자 형상의 수지성 물질일 수 있다.

회전 광물 섬유에 유기 물질을 합체시키기 위한 다른 접근은 ″Bakhshi″ 등의 미국 특허 제 5,614,132 호에 개시된다. 유리 회전 섬유화기가 가동되어 하방으로 이동하는 중공의 유리 섬유 베일이 제조되고, 폴리머 섬유화기가 중공 베일 내에서 가동되어 베일 내에 폴리머 섬유가 제조되고 유리 섬유를 향하여 반경 반향 외측으로 향해진다. 폴리머 섬유는 유리 섬유와 뒤섞이고, 유리 섬유와 폴리머 섬유를 모두 갖는 보강 수지 제품이 제조된다. 유리 매트 보강 플라스틱 물질을 제조하기 위하여 상기 특허의 공정이 실험적으로 가동되는 경우, 폴리머 섬유는 고온 섬유 형성 환경으로부터 상당한 열을 받고, 통상적으로 폴리머 섬유가 용융되고 유리 섬유 상에 또는 폴리머 섬유 상에 비섬유질 입자로 된다. 예로서, 컬럼 4, 라인 66 내지 컬럼 5, 라인 2 를 참조할 수 있다. 이는 유리 섬유와 폴리머 물질을 고밀도 강화 플라스틱 제품으로 성형하는데 적합한 성형 재료 (유리 매트 열가소성 재료) 로 뒤섞는데 만족스럽다. 성형 공정시 제품을 압착하는 성질 때문에 유리 섬유와 섬유 형상 폴리머의 더 이상의 실질적인 유지를 제공할 필요가 없다. 그러나, 절연 제품의 내열성은 섬유 형상인 폴리머 물질을 다량으로 또는 더욱 바람직하게는 실질적인 양으로 갖는 것이 이롭다고 믿어진다.

동축 회전 뒤섞음 공정의 대안으로써, ″Loftus″ 등의 미국 특허 제 5,595,584 호는 다른 뒤섞음 공정을 개시하며, 여기서 유리 섬유를 원심분리하는 유리 회전 섬유화기, 및 폴리머 섬유를 원심분리하는 폴리머 회전 섬유화기가 수집면을 따라서 서로 교호적으로 배치된다. 폴리머 섬유의 플로우가 유리 섬유의 베일과 비스듬히 접촉하도록 하기 위하여 폴리머 섬유화기는 수직에 대하여 비스듬하게 배향될 수 있다. 대안의 뒤섞음 공정의 목적이 폴리머 섬유 형성 환경으로부터 유리 섬유 형성 영역을 분리하기 위한 것이지만, 회전 성형된 폴리머 섬유를 유리 섬유의 베일에 균일하게 합체시키는 것은 매우 어려운 것으로 사료되었다. 소용돌이 (swirling) 에 의해서 결합되는 회전 폴리머 공정의 불균일성, 유리 섬유 형성 영역의 무질서한 환경은 유리 섬유 안으로 폴리머가 상당하게 침투하는 것을 막을 것이며, 잠재적으로는 일부 제품의 바라는 품질 이하의 적층 제품이 얻어질 것이다.

유리 섬유와 폴리머 섬유의 일반적으로 균일한 혼합물, 바람직하게는 섬유 분포의 균일성 및 중량이 균일한 혼합물을 제조하기 위하여 폴리머 또는 다른 유기 섬유를 유동하는 유리 섬유 스트림에 합체시키기 위한 개선된 방법이 개발된다면 이로울 것이다. 그러한 공정은 섬유 형태로 공급된 폴리머 물질을 보호하여 폴리머 섬유가 폴리머 물질을 바람직하지 않게 증발시키거나 또는 폴리머 물질의 품질을 떨어뜨리고, 또는 폴리머 섬유를 비섬유성 입자로 연화시키커나 용융시킬 수 있는 환경에 처해지지 않게 한다. 또한, 그러한 방법은 폴리머 섬유가 광물 섬유와 합체되는 방법에 융통성을 제공할 것이다. 또한, 이상적으로는, 그 방법은 2 이상의 폴리머 물질로 이루어진 폴리머 섬유가 유리 섬유에 합체될 수 있게 할 것이다.

발명의 개요

상기 목적뿐만 아니라 구체적으로 언급되지 않은 다른 목적들은, 수집면을 따라서 기계 방향으로 배치된 2 이상의 광물 섬유 스피너를 사용하여 용융 광물 재료로부터 2 이상의 광물 섬유 세트를 원심분리하고, 각각의 광물 섬유 세트를 광물 섬유 스피너중의 하나의 하부의 하방으로 이동하는 베일로 배향시키고, 각각의 광물 섬유 스피너로부터 이격되는 1 이상의 오리피스형성 다이로부터 1 이상의 하방으로 이동하는 정렬된 유기 섬유열을 형성시키고 그 열을 광물 섬유와 접촉하게 배향시키며, 광물 섬유 및 유기 섬유를 섬유팩으로 수집하는 것으로 이루어진 섬유팩 제조 방법에 의해서 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 용융 광물 재료로부터 2 이상 세트의 광물 섬유를 원심분리하기 위하여 수집면을 따라서 기계 방향에 배치된 2 이상의 광물 섬유 스피너, 상기 광물 섬유 스피너중의 하나 하부의 하방 이동 베일에 광물 섬유의 각 세트를 배향시키는 수단, 상기 각각의 광물 섬유 스피너로부터 이격되어 있고, 하방으로 이동하는 정렬된 유기 섬유를 형성하고 그 열을 상기 광물 섬유와 접촉하게 배향시키는 1 이상의 오리피스형성 다이, 및 상기 광물 섬유 및 유기 섬유를 섬유팩으로 수집하는 수집면을 포함하는 섬유팩 제조 장치를 제공한다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 방법에 따라 폴리머 섬유를 유리 섬유에 합체시키기 위한 장치의 개략 정면도이다.

도 2 는 도 1 에 있는 장치의 평면도이다.

도 3 은 도 1 의 장치를 더 상세히 설명하며, 특히 폴리머 섬유의 형성을 도시하는 개략 정면도이다.

도 4 는 폴리머 섬유가 일반적으로 유리 섬유와 합체된, 본 발명에 따라서 제조된 절연 제품의 개략 측면도이다.

도 5 는 폴리머 섬유가 일반적으로 유리 섬유에 적층된, 본 발명에 따라서 제조된 절연 제품의 개략 측면도이다.

본 발명은 단열과 방음용 및 구조 성형 매체용 성형 제품의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 이로운 제품 특성을 위하여 상이한 섬유가 서로 합체되는, 폴리머 섬유와 같은 광물 섬유 및 유기 섬유 양쪽을 갖는 섬유 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 광물 섬유의 일례로서 유리 섬유를 사용하여 본 발명을 설명한다. 암석, 슬래그 및 현무암 등의 다른 가열 연화성 광물 재료의 광물 섬유를 이용하여 실행될 수 있다. 또한, 본 발명이 유리 섬유와 접촉되어지는 섬유로서 폴리머 섬유를 사용하여 설명할지라도, 섬유가 제품의 특성을 향상시키는데 적합한 긴 또는 실질적으로 연속적인 섬유인 한 아스팔트 물질 등의 임의의 유기 물질로된 섬유도 본 발명에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치는, 성형 체인 (14) 과 같은 이동 섬유 수집면의 일반적으로 길이방향, 즉, 화살표 13 으로 나타낸 기계 방향을 따라서 배치된 다수의 스피너 (12) 를 포함한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 스피너는 환형 송풍기 (16) 에 의해 둘러싸이고 축 또는 퀼 (18) 을 중심으로 회전한다. 선택적으로는 도시하지 않는 환형 버너가 스피너 및 유리 섬유 성형 분위기에 열을 분포시키기 위하여 배치될 수 있다. 용융 유리의 스트림 (20) 은 도시하지 않은 유리 용융로로부터 이송되고, 용융 스트림 (20) 이 회전 스피너 (12) 의 내부로 적하한다. 회전 스피너의 원심 분리력은 용융 유리를 가세하여 미세한 유리 스트림의 형태로 스피너로부터 발산시키며 그 스트림은 송풍기 (16) 의 작용 및 송풍기에 의해서 야기된 가스에 의해 유리 섬유 (22) 로서 하방으로 향해진다. 송풍 가스 및 야기된 공기는 유리 섬유를 통상적으로 약 3 내지 8 미크론 범위의 최종의 미세한 직경으로 감쇠시킨다.

유리 섬유는 하방으로 이동하는 베일 (24) 로 이송되며, 그것의 형태는 일반적으로 실린더형이며, 유리 섬유뿐만 아니라 송풍기 (16) 로부터의 빠르게 이동하는 공기를 포함한다. 베일 (24) 은 초기에 스피너의 직경보다 다소 큰 직경을 갖는다. 베일의 크기 또는 직경, 및 베일내의 가스와 섬유의 회전 속도는, 베일이 하방으로 이동할 때 변한다. 그러한 변화는 베일내부 가스의 원래의 에너지의 소실과 베일에 영향을 미치는 외력 때문이다. 일반적으로, 베일은 본 발명에서 하방으로 이동할 때 팽창한다.

도시하지 않은 노즐은 액상 분무액이 베일로 향하게 하도록 선택적으로 배치될 수 있다. 그러한 분무액은 베일 내의 섬유 및 관련 가스를 냉각시키기 위하여 수분 또는 다른 증발성 액체를 포함할 수 있다. 또한 노즐은 최종 절연 제품에서 섬유와 섬유사이의 마찰을 줄이기 위하여 섬유상에 윤활제를 분무할 수 있고, 그것은 섬유 손상을 방지할 수 있다. 비록 본 발명의 방법이 바인더가 필요없는 충분한 결합 및 회복 특성을 갖는 제품에 있을지라도, 원한다면, 선택적인 수지 바인더를 유리 섬유에 첨가하기 위하여 노즐이 또한 사용될 수 있다. 우레아 페놀 포름알레히드와 같은 수지 바인더가 종래 기술에 잘 공지된다. 노즐은 도시하지 않은 수단에 의해 바라는 액체를 공급받는다.

베일 (24) 에 영향을 미치는 다른 장치로는 도시하지 않은 선택적인 공기 래퍼 (lapper) 세트가 베일 (24) 을 기계 방향 (13) 과 교차하는 방향으로 분포시키기 위하여 배치될 수 있다. 공기 래퍼가 베일을 수집 챔버 또는 성형 후드 (34) 의 측면으로부터 측면으로 향하게 하거나 쓸어내므로 성형 체인 (14) 상에 수집된 팩 (36) 은 성형체인의 폭에 걸쳐서 일 후드벽 (40) 으로부터 다른 후드벽까지 고른 분포를 가질 것이다. 성형 체인 (14) 은 컨베이어로서 이송을 위해 탑재되며, 미소한 구멍이 형성되어 있어서 성형 체인 하부에 배치된 도시하지 않은 흡인 박스가 후드 (34) 및 팩 (36) 으로부터 가스를 배출시킬 수 있다.

성형 후드 (34) 내에 위치된 것은 몇몇 (2 이상) 의 폴리머 섬유 형성 장치, 바람직하게는 폴리머 섬유 다이 (50) 이다. 다이 (50) 은 조정을 위하여 탑재된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 폴리머 섬유 다이 (50) 는 폴리머 섬유 (55) 의 열 (52) 을 형성시키고 그것들을 유리 섬유 (22) 와 접촉하도록 향하게 하여 폴리머 섬유 (55) 를 유리 섬유와 합체시킨다. 열에 있는 폴리머 섬유의 다이로부터 멀어지는 방향으로의 속도는 다이로부터 20 cm 하류의 거리에서 50 미터/초 이상이며, 바람직하게는 100 미터/초 이상이다. 뒤섞인 폴리머 섬유 (55) 와 유리 섬유 (22) 가 절연팩 (36) 의 형태로 함께 수집된다.

폴리머 섬유 다이 (50) 는 폴리머 재료 또는 섬유를 형성할 수 있는 다른 유기 재료의 섬유를 형성시키는데 적합한 임의의 장치일 수 있다. 폴리머 다이 (50) 는 약 4 미크론 이상, 바람직하게는 약 4 내지 약 25 미크론의 범위, 더욱 바람직하게는 약 6 미크론의 평균 직경을 갖는 일반적으로 연속적인 폴리머 섬유를 제조할 수 잇는 용융 송풍 다이 (melt blowing die) 가 적합하다. 적합한 폴리머 다이는 조지아주 다우손빌 소재의 J＆M Laboratories,Inc. 및 위스콘신주 니나소재의 Biax Fiber Film Corporation 으로부터 입수가능하다. 폴리머 다이 (50) 는 유리 섬유와 폴리머 섬유의 기대한 전체 처리량의 약 1 내지 10 중량% 범위의 폴리머 함량을 제공할 수 있는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 예컨대, 유리 섬유 처리량이 100 파운드/시간 (454 kg/hr) 이고 바라는 폴리머 섬유의 작열감량 (LOI) 가 2.5 퍼센트이며, 폴리머 다이는 25.6 파운드/시간 (11.7 kg/hr) 의 처리량을 갖도록 구성될 것이다. LOI 는 가열될 때 연소되는 전체 유기 물질의 퍼센트이다.

폴리머 섬유 (55) 는 길이, 강도, 내구성 및 절연 특성이 적합한 섬유가 형성될 수 있는 임의의 폴리머 재료로부터 제조될 수 있다. 용융 송풍 다이로부터 섬유가 실질적으로 연속된 길이로 제조되는 것은 용융 송풍 산업에서 잘 알려진다. 폴리머 섬유를 제조하는데 적합한 폴리머 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 와 폴리프로필렌이다. 섬유를 제조하는데 잠재적으로 유용한 다른 폴리머 재료는 폴리페닐렌 황화물 (PPS), 나일론, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 및 폴리아미드가 있다. 폴리머 섬유 (55) 를 예로들어 본 발명을 기재할지라도, 본 발명은 수지, 아스팔트, 및 다른 열가소성 재료와 열경화성 재료를 포함하며 잠재적으로는 본 발명에 사용할 수 있다. 폴리프로필렌 및 PET 가 폴리머 섬유를 형성하는데 바람직한 물질이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 폴리머 섬유 다이 (50) 는 폴리머 라인 (62) 을 통하여 폴리머 섬유 다이 (50) 에 폴리머 물질을 공급하는 압출기 (60) 와 결합되어 있다. 압출기는 유기 재료를 가열 및 압축하고 그것을 섬유화가 가능한 형태로 공급할 수 있는 임의의 적합한 압출기이다. 적합한 압출기는 상술한 폴리머 다이 공급자들로부터 입수가능하다.

또한, 폴리머 섬유 다이 (50) 는 폴리머 섬유 (55) 의 감쇠를 위하여 폴리머 섬유 다이에 고온 압축 공기를 공급하는 폴리머 송풍기 (64) 와 결합되어 있다. 필요한 공기의 부피는 바라는 섬유 직경 및 섬유화되는 폴리머 물질의 양 뿐만 아니라 다른 인자들의 함수이다. 공기는 가열기 (66) 에 의해서 가열되며, 전기 가열기가 바람직하고, 가열된 공기는 고온 공기 라인 (68) 을 통하여 폴리머 다이 (50) 에 공급된다. 고온 공기는 폴리머 섬유 다이 (50) 을 나와서 폴리머 섬유를 감쇠시키고 만족스러운 직경 감소를 위해 필요한 동안에 폴리머 섬유를 연질의 감쇠가능한 상태로 유지시키는 것을 돕는다. 정렬된 유기 섬유 열 (52) 은 오리피스가 형성된 폴리머 다이 (50) 의 오리피스를 통하여 용융 폴리머 재료를 배출하고 다이로부터 떨어져서 이동하는 기상의 플로우에 의해 폴리머 물질을 감쇠시킴으로서 형성된다. 폴리머 섬유 다이 (50) 와 같이, 폴리머 배출기 (60), 송풍기 (64) 및 가열기 (66) 는 상업적으로 입수할 수 있다. 폴리머 섬유 다이 (50) 에는 과도한 열 손실을 방지하기 위하여 도시하지 않은 절연 물질이 제공되는 것이 바람직하다.

각각의 다이 (50) 에는 도 2 에 도시하지 않은 폴리머 라인에 의해서 용융 폴리머 물질이 공급되며, 폴리머 라인은 도시하지 않은 폴리머 매니폴드 (manifold) 에 의해서 주입될 수 있고, 도 2 에 도시하지 않은 폴리머 압출기에 연결된다. 또한, 폴리머 다이 (50) 는 도 2 에 도시하지 않는 고온 공기 라인에 의해서 고온 공기가 공급되며, 도시하지 않은 고온 공기 매니폴드에 의해서 공급될 수 있다. 고온 공기는 감쇠 공정 동안에 폴리머 섬유를 연질의 감쇠가능한 상태로 유지시킴으로써 폴리머 섬유의 감쇠를 돕는다. 폴리머 섬유가 다이 (50) 를 떠난 직후 너무 빨리 냉각된다면, 폴리머 섬유는 비대해질 것이다. 다이에 공급되는 공기는 거의 음속의 공기 속도가 되는데 충분한 부피 및 압력으로 존재한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 폴리머 섬유 다이 (50) 는 두 개의 연속된 유리 섬유 스피너 사이에서 그것들로부터 이격되어 배치된다. 폴리머섬유 다이 (50) 는 실질적으로 성형 체인 (14) 의 폭을 가로질러 기계 방향 (machine direction;13) 에 교차하여 연장한다. 폴리머 섬유 다이 (50) 에 의해서 형성된 하방으로 이동하는 폴리머 섬유 (55) 열 (52) 은 유리 섬유 (22) 와 접촉하게 배향되어 유리 섬유 (22) 와 합체된다. 일부 상황에서 베일의 유리 섬유 (22) 가 성형 체인 (14) 에 도달하기 이전에 폴리머 섬유 (55) 가 베일 (24) 과 교차하며, 다른 상황에서 폴리머 다이 (50) 로부터의 폴리머 섬유를 도시한 바와 같이, 폴리머 섬유가 성형 체인 (14) 상의 섬유팩 (36) 에 도달할때까지 폴리머 섬유는 유리 섬유와 현저하게 접촉하거나 혼합하지 않는다. 폴리머 섬유가 베일 (24) 로 향해지는 곳에서, 양호한 침투를 위하여 폴리머 섬유가 유리 섬유 베일 (24) 을 향하여 충분히 조준되는 것을 보장하기 위하여 균형이 반드시 유지되어야 하며, 게다가 다수의 섬유를 용융시키는데 충분한 열과 마주치는 폴리머 섬유는 많지 않아야 한다. 다수의 유기 물질을 섬유 형태로 유지시키는 것이 중요하다.

폴리머 섬유 (55) 가 다이 (50) 로부터 추가로 이동할 때, 섬유의 경로는 열이 붕괴되기 시작할 때 분기된다. 열이 붕괴되는 속도는 폴리머 섬유의 초기 속도, 섬유 열에서의 공기 플로우의 부피, 다이를 나오는 폴리머 물질의 질량 유량, 및 다이 주위의 난류 또는 공기 유동량에 달려있다. 통상적인 용융 송풍 다이 (50) 에서 섬유열의 평행한 성질은 다이로부터 약 30 내지 40 cm 의 거리에서 실질적으로 붕괴된다. 실질적으로, 폴리머 섬유 (55) 가 유리 섬유의 베일 (24) 로 향해지는 곳에서, 유리 섬유에 폴리머 섬유를 성공적으로 삽입 또는 합체시키기 위하여 폴리머 섬유는 비교적 정렬된 상태에서 유리 섬유 베일에 도달하는 것이 이롭다. 통상적으로, 대부분의 폴리머 섬유가 다이 (50) 의 바닥과 실질적으로 여전히 수직이므로 폴리머 섬유는 다이로부터 약 20 cm 의 거리에서 정렬된 열로 여전히 존재한다.

표준 폴리머 다이 (50) 의 변형으로서, 폴리머 다이 (50A) 가 두 개의 인접 스피너 (12) 사이에 배치되며, 섬유팩에서 폴리머 섬유의 분포 조절을 위해 정렬된 폴리머 섬유가 이동될 수 있게 하기 위하여 수직 축선 (42) 과 같은 축을 중심으로 회전하도록 탑재된다.

표준 폴리머 다이 (50) 의 다른 변형으로서, 폴리머 섬유 (55) 를 섬유 팩 (36) 에서의 특정 위치에 분포시키기 위하여 짧은 다이 (50B) 가 성형 후드 (34) 의 일 측면과 같은 특정 위치에 배치될 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 짧은 다이 (50B) 는 섬유팩 (36) 의 길이방향 에지 (44) 에 폴리머 섬유를 증착시키도록 배치된다.

특정 다이로부터의 대부분 또는 실질적으로 모든 폴리머 섬유가 미리 수집된 팩 (36) 의 상부에 폴리머 섬유층으로 증착되고 일반적으로 유리 섬유와 뒤섞이지 않기를 바란다면, 폴리머 다이 (50C) 와 같은 폴리머 다이가 스피너 (12) 의 레벨보다 실질적으로 낮게 위치될 수 있다. 회전 유리 섬유 스피너 (12) 는 성형 체인 (14) 으로부터 제 1 간격 (D) 으로 배치되며, 오리피스가 형성된 다이 (50C) 는 성형 체인으로부터의 제 2 간격 (d) 에서 성형 체인 (14) 에 근접하여 배치된다. 바람직하게는, 제 2 간격은 제 1 간격 (D) 의 약 60 퍼센트 이하이다.

본 발명의 다른 변형예에서, 2 개의 폴리머 다이 (50D) 가 인접한 스피너 (12) 사이에 배치된다. 도시된 바와 같이, 그러한 두 폴리머 다이 (50D) 는 폴리머 섬유를 유리 섬유 베일 (24) 로 배향하기 위하여 수직에 대하여 비스듬하게 배치될 수 있어서, 폴리머 섬유의 실질적인 부분이 성형 체인 위에서 베일 (24) 과 교차할 것이다. 본 발명의 특징중의 하나는 다수의 다이 (50, 50A, 50B, 50C 및 50D) 를 사용함으로써, 섬유 팩 (36) 제조 방법이 제 1 유기 재료 또는 폴리머 재료로부터 하방으로 이동하는 정렬된 섬유열을 형성시키는 1 이상의 오리피스형성 다이 및, 제 2 유기 재료 또는 중합 재료로부터 하방으로 이동하는 정렬된 섬유의 열을 형성시키는 1이상의 오리피스형성 다이 사용을 포함할 수 있다는 것이다.

원한다면, 섬유팩은 폴리머 섬유가 그것들의 섬유 성질을 잃지 않게 하면서 유리 섬유에 폴리머 섬유를 결합하는데 충분한 정도까지 폴리머 섬유를 연화시키기 위하여 다운라인 열 세팅 오븐 (downline heat setting oven) 에서 처리될 수 있다. 그러한 오븐은 바인더가 반드시 경화되어야하는 종래의 공정에서는 공급될 필요가 있다. 이러한 감소된 에너지 요건은 상당한 비용 저감을 가져온다. 또한, 섬유 제품 상의 폴리머 섬유층은 폴리머 섬유의 층을 이로운 제품 품질을 위하여 결합된 폴리머 네트워크로 전환시키기 위하여 가열 공정이 이루어진다. 그러한 표면층은 생산된 절연 제품을 강하게 하며 손상없이 조작에 더욱 변형될 수 있게 한다. 또한, 섬유팩은 성형 공정이 실시될 수 있고 그 공정에서 전체 섬유팩 또는 팩의 표면이 각종 절연 또는 구조 제품을 형성시키기 위하여 열 및 압력 하에서 성형될 수 있다.

도 1 의 두 다이 (50D) 에 의해 도시된 것처럼, 폴리머 섬유가 성형 체인 (14) 위에서 유리 섬유 베일 (24) 과 마주치도록 배향되는 곳에서, 폴리머 섬유 (55) 는 유리 섬유 (22) 와 합체될 것이다. 그 결과의 합체된 절연 제품 (46) 이 도 4 에 도시된다. 폴리머 섬유가 성형 체인 (14) 위에서 유리 섬유 베일 (24) 과 마주치지 않고 도 1 의 다이 (50C) 에 의해 도시된 것과 같이 미리 형성된 물질의 위에 증착되는 곳에서, 폴리머 섬유 (55) 는 섬유팩 (36) 에서 유리 섬유 (22) 와 층을 이룰 것이다. 결과의 적층된 단열 제품 (48) 이 도 5 에 도시된다. 폴리머 섬유 (55) 의 층은 유리 섬유 (22) 의 층과 수직으로 교호적으로 형성된다.

상술한 설명으로부터 1 이상의 폴리머 다이 (50, 50A, 50B, 50C 및 50D) 의 각종 조합은 본 발명의 방법에 따라서 제조된 절연 제품에 다른 제품이 기여할 수 있도록 사용될 수 있다. 본 발명의 방법의 성능 및 융통성은 폴리머 섬유에 보조적인 분포 및 래핑 (lapping) 장치의 요구없이도 우수한 중량 분포 및 우수한 섬유 분포를 갖는 개선된 제품의 제조를 가능하게 한다. 또한, 폴리머 섬유와 유리 섬유 사이의 뒤섞음 정도를 포함하여 폴리머 섬유/유리 섬유 계면 성질의 개선된 제어가 존재한다. 또한, 우세적인 유리 섬유팩에 상대적으로 길고 강한 폴리머 섬유를 도입하면 몇몇의 주요한 이점을 제공한다. 먼저, 팩을 니들링 공정에 더 적합하게 만들며, 이는 종래의 바인더 없이도 절연 제품을 제조할 수 있게 한다. 다음으로, 크게 증가된 기계 강도 및 인장 강도를 제공하기가 이로워서, 절연 제품이 개선된 취급성을 나타낼 수 있게 한다. 예컨대, 픽업되고 일 단부 지지에 의해서 지지될 수 있는 바인더없는 벽 공동 절연 제품이 본 발명의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 마지막으로, 폴리머 섬유는 유리보다 경량이며, 유리섬유와 비교하여 중량에 기초하여 증가된 표면적을 제공하므로 개선된 열적 성능 및 방음 성능에 기여한다.

본 발명의 원리 및 가동 모드를 바람직한 실시예를 이용하여 기재하였지만, 본 발명은 구체적으로 설명하고 기재한 것과 다르게 본 발명의 범위내에서 실시될 수 있다.

Claims (22)

1. 수집면을 따라서 기계 방향으로 정렬된 2 이상의 광물 섬유 스피너를 사용하여 용융 광물 재료로부터 2 이상 세트의 광물 섬유를 원심분리하는 단계;

   각각의 광물 섬유 세트를 상기 광물 섬유 스피너중의 하나의 하부의 하방 이동 베일로 배향시키는 단계;

   각각의 광물 섬유 스피너로부터 이격된 1 이상의 오리피스형성 다이로부터 하방으로 이동하는 정렬된 유기 섬유 열을 형성시키고, 그 열을 상기 광물 섬유와 접촉하도록 배향시키는 단계;

   광물 섬유와 유기 섬유를 섬유팩으로서 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유팩 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 배향 단계는 상기 광물 섬유와 유기 섬유를 합체시키기 위하여 상기 열의 실질적인 부분이 상기 수집면 위에서 상기 베일과 교차하도록 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 유기 섬유열의 속도는 다이로부터 20 cm 하류의 거리에서 50 미터/초 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 유기 섬유열의 속도는 다이로부터 20 cm 하류의 거리에서 100 미터/초 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 배향 단계는 오리피스형성 다이의 오리피스를 통하여 용융 유기 물질을 배출하고, 다이로부터 멀어져서 이동하는 가스 플로우를 이용하여 상기 유기 물질을 감쇠시켜 정렬된 유기 섬유열을 형성시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 배향 단계는 열의 실질적인 부분이 수집면 상의 유리 섬유와 교차하게 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 배향 단계는 1 이상의 오리피스형성 다이에 의해 제 1 유기 물질로 부터 1 이상의 열을 형성하여 배향시키며, 1 이상의 오리피스형성 다이에 의해 제 2 유기 물질로부터 1 이상의 열을 형성하여 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 배향 단계는 수집면의 폭을 실질적으로 가로질러 기계 방향에 교차하여 연장하는 오리피스형성 다이로부터 열을 형성하여 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 및 형성 단계는 상기 광물 섬유 스피너 사이에 위치된 2 이상의 오리피스형성 다이로부터 2 이상의 열을 형성 및 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 광물 섬유 스피너는 상기 수집면으로부터 제 1 간격에 배치되며, 상기 오리피스형성 다이는 상기 수집면으로부터 제 2 간격에 배치되고, 제 2 간격은 제 1 간격의 약 60 퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 섬유팩에서 상기 유기 섬유의 분포를 조절하기 위하여 축선을 중심으로 오리피스형성 다이를 회전시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유팩은 길이 방향 에지를 가지며, 상기 형성 및 배향 단계는 상기 열을 상기 섬유팩의 길이 방향 에지를 따라서 상기 광물 섬유와 접촉하도록 배향시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
13. 용융 광물 재료로부터 2 이상 세트의 광물 섬유를 원심분리하기 위하여 수집면을 따라서 기계 방향에 배치된 2 이상의 광물 섬유 스피너,

    상기 광물 섬유 스피너중의 하나 하부의 하방 이동 베일에 광물 섬유의 각 세트를 배향시키는 수단,

    상기 각각의 광물 섬유 스피너로부터 이격되어 있고, 하방으로 이동하는 정렬된 유기 섬유를 형성하고 그 열을 상기 광물 섬유와 접촉하게 배향시키는 1 이상의 오리피스형성 다이, 및

    상기 광물 섬유 및 유기 섬유를 섬유팩으로 수집하는 수집면을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유팩 제조 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 각각의 광물 섬유 세트를 배향시키는 상기 수단은 각각의 광물 섬유 스피너를 둘러싸는 환상 송풍기인 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 유기 섬유와 상기 광물 섬유를 합체시키기 위하여 상기 열의 실질적인 부분이 상기 수집면 위에서 상기 베일과 교차되게 배향시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 유기 섬유와 상기 광물 섬유를 합체시키기 위하여 상기 열의 실질적인 부분이 상기 수집면 상에서 상기 광물 섬유와 교차되게 배향시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 제 1 의 유기 재료로부터 열을 형성하여 배향시키는 1 이상의 오리피스형성 다이, 및 제 2 의 유기 재료로부터 열을 형성하여 배향시키는 1 이상의 오리피스형성 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 기계 방향에 교차하여, 실질적으로 상기 수집면의 폭을 가로질러 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 광물 섬유 스피너 사이에 배치된 2 이상의 오리피스형성 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 13 항에 있어서, 상기 광물 섬유 스피너는 상기 수집면으로부터 제 1 간격에 배치되며, 상기 오리피스형성 다이는 상기 수집면으로부터 제 2 간격에 배치되고, 제 2 간격은 제 1 간격의 약 60 퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 섬유팩에서 상기 유기 섬유의 분포를 조절하기 위하여 축을 중심으로 회전하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 13 항에 있어서, 상기 1 이상의 오리피스형성 다이는 상기 열이 상기 섬유팩의 길이방향을 따라서 상기 광물 섬유와 접촉되게 배향시키도록 탑재되는 것을 특징으로 하는 장치.