KR20150064144A - 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물면에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치이며, - 적어도 하나의 섬유화 부재(10)를 포함하는, 제1 광물 섬유의 제조를 위한 제1 제조 라인(1), - 적어도 하나의 섬유화 부재(20) 및 크로스-랩핑 장치(22)를 포함하는, 제2 광물 섬유의 제조를 위한 제2 제조 라인(2)을 포함하고, 크로스-랩핑 장치(22)는 크로스-랩핑에 의해 제2 광물 섬유를 제1 광물 섬유 상에 적층하도록 설계되어 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 향상된 열 및/또는 음향 특성을 갖는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하는 것을 가능하게 한다.

Description

열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 {INSTALLATION AND METHOD FOR MANUFACTURING A THERMAL AND/OR ACOUSTIC INSULATION PRODUCT}
본 발명은 광물 섬유(mineral fiber)에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어 용융 유리(molten glass)의 내부 원심분리에 의한 광물면 패널(mineral wool panel)과 같은 광물 섬유에 기초하는 절연 제품의 제조가 공지되어 있다. 그러나, 이러한 열 및/또는 음향 절연 제품의 두께는 섬유의 평균 직경 및 광물 섬유의 제조를 위한 라인 상에서 성취하는 것이 가능한 평량(grammage)에 의해 제한되고, 이러한 제한은 이어서 평량에 직접으로 관련된 열 및/또는 음향 절연 특성을 제한할 것이다. 평량은 광물 섬유를 위한 수용 벨트 아래에서 발생된 흡인력에 의해 제한된다.
따라서, 그 열 및/또는 음향 절연 특성이 향상되게 허용하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
이 목적으로, 본 발명은 광물면에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치이며,
- 적어도 하나의 섬유화(fiberizing) 부재를 포함하는, 제1 광물 섬유의 제조를 위한 제1 라인,
- 적어도 하나의 섬유화 부재 및 크로스-랩핑(cross-lapping) 장치를 포함하는, 제2 광물 섬유의 제조를 위한 제2 라인을 포함하고,
- 크로스-랩핑 장치는 크로스-랩핑에 의해 제2 광물 섬유를 제1 광물 섬유 상에 적층하도록 구성되는 장치를 제안한다.
다른 특징에 따르면, 제1 제조 라인 및/또는 제2 제조 라인은 적어도 2개의 섬유화 부재를 각각 포함하고, 각각의 제조 라인 상의 상이한 부재는 직렬로 배열된다.
다른 특징에 따르면, 장치는 제1 제조 라인의 하나 이상의 섬유화 부재와 크로스-랩핑 장치 사이에 위치되어 제1 광물 섬유가 제2 광물 섬유에 의해 덮이기 전에 제1 광물 섬유를 크림핑하도록 구성된 그리고/또는 크로스-랩핑 장치의 하류측에 위치되어 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유를 크림핑하도록 구성된 크림핑 기계(crimping machine)를 더 포함한다.
다른 특징에 따르면, 장치는 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유를 수용하도록 구성된 건조 오븐을 더 포함한다.
다른 특징에 따르면, 제조 라인 중 적어도 하나의 각각의 섬유화 부재는
- 그 실질적으로 수직 대칭축 둘레로 회전하도록 구성되고, 그 주연띠(peripheral band)가 복수의 오리피스에 의해 천공되어 있는 내부 원심분리 스피너(spinner),
- 원심분리 스피너의 오리피스로부터 출구에서 고온에서 기체 신장을 수행하도록 구성된 환형 버너,
- 선택적으로, 제1 또는 제2 컨베이어 벨트를 향해 섬유를 채널 유도하도록(to channel) 구성된 송풍링(blowing ring),
- 선택적으로, 섬유들이 제1 또는 제2 컨베이어 벨트에 도달하기 전에 섬유 상에 결합 화합물을 스프레이하도록 구성된 접착링을 포함한다.
다른 특징에 따르면, 크로스-랩핑 장치는 수직형 또는 수평형 크로스-랩핑 장치이다.
다른 특징에 따르면, 제1 및 제2 제조 라인은 서로 실질적으로 수직이다.
본 발명은 또한 광물면에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 방법이며,
- 적어도 하나의 섬유화 부재에 의한 제1 제조 라인 상에서의 제1 광물 섬유의 제조 단계,
- 적어도 하나의 섬유화 부재에 의한 제2 제조 라인 상에서의 제2 광물 섬유의 제조 단계,
- 크로스-랩핑 장치 내로의 제2 광물 섬유의 통과 단계,
- 크로스-랩핑 장치에 의한 제1 광물 섬유 상의 제2 광물 섬유의 크로스-랩핑에 의한 적층 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
다른 특징에 따르면, 방법은 제1 광물 섬유 자체의 그리고/또는 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유의 크림핑 기계 내로의 통과 단계를 더 포함한다.
다른 특징에 따르면, 방법은 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유의 건조 오븐 내로의 통과 단계를 더 포함한다.
이제, 본 발명의 다른 특징적인 특징 및 장점이 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 사시도를 도시한다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 장치의 측면도이다.
도 4는 수평 크로스-랩핑 장치의 측면도이다.
상이한 도면들에서 동일한 도면 부호는 유사한 또는 동일한 요소를 표현한다.
본 발명은 광물 섬유에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 제1 광물 섬유의 제조를 위한 제1 라인을 포함한다. 이 제1 제조 라인은 적어도 하나의 섬유화 부재를 포함한다. 장치는 제2 광물 섬유의 제조를 위한 제2 라인을 더 포함한다. 이 제2 라인은 적어도 하나의 섬유화 부재 및 크로스-랩핑 장치를 포함한다. 크로스-랩핑 장치는 크로스-랩핑에 의해 제1 광물 섬유 상에 제2 광물 섬유를 적층하도록 구성된다. 절연 제품의 두께는 따라서 기술적으로 성취 가능한 평균 섬유 직경[또는 섬도(micronaire)] 및 평량을 유지하면서 증가될 수도 있는데, 이는 그 평균 섬유 직경 및 그 평량을 변경하지 않고 제품의 열 및/또는 음향 특성이 향상되는 것을 허용한다.
도 1은 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 사시도를 도시한다. 도 2 및 도 3은 도 1에 따른 장치의 측면도이다.
장치는 제1 광물 섬유를 제조하기 위한 제1 제조 라인(1)을 포함한다. 이 제1 제조 라인(1)은 적어도 하나의 섬유화 부재(10)를 포함한다. 제1 제조 라인(1)은 바람직하게는 더 많은 양의 광물 섬유를 제조하는 이러한 방식으로 하나의 동일한 라인 상에 직렬로 배열된 복수의 섬유화 부재(10)를 포함한다. 더욱 더 바람직하게는, 제1 제조 라인(1)은 최대 10개의 섬유화 부재(10), 예를 들어 8개의 섬유화 부재(10)를 포함한다. 이러한 다수의 부재(10)는 따라서 500 내지 8000 g/m2, 바람직하게는 3000 내지 5500 g/m2, 및 더 바람직하게는 3000 내지 4000 g/m2의 평량을 갖는 광물 섬유의 제1 층의 제조를 허용한다.
섬유화는 예를 들어 내부 원심분리에 의해 실현된다. 이 경우에, 각각의 섬유화 부재(10)는 그 실질적으로 수직 대칭축 둘레로 회전하도록 구성된 내부 원심분리 스피너를 포함한다. 내부 원심분리 스피너의 주연띠는 복수의 오리피스에 의해 천공되고, 이들 오리피스를 거쳐 용융 유리가 나온다. 내부 원심분리에 의한 섬유화를 위한 각각의 부재(10)는 필라먼트를 광물 섬유 내로 신장시키기 위해, 내부 원심분리 스피너의 오리피스로부터 출구에서 높은 온도로 필라먼트의 기체 신장을 수행하도록 구성된 환형 버너를 더 포함한다. 내부 원심분리에 의한 섬유화를 위한 각각의 부재(10)는 광물 섬유를 반송하기 위해 제1 벨트(11)를 향해 섬유를 채널 유도하도록 구성된 송풍링을 더 포함할 수도 있다. 내부 원심분리에 의한 섬유화를 위한 각각의 부재(10)는 섬유들이 제1 컨베이어 벨트(11)에 도달하기 전에 섬유들 상에 결합 화합물(binding compound)을 스프레이하도록 구성된 접착링(gluing ring)을 더 포함할 수도 있다. 환형 버너의 압력 및 온도, 내부 원심분리 스피너의 직경, 공기 송풍링의 존재 유무, 공기 송풍 압력, 또는 용융 유리의 조성과 같은 상이한 값들은 요구되는 바에 따라 평균 섬유 직경 및 평량을 갖는 광물 섬유를 얻도록 조정될 수도 있다.
제1 제조 라인(1) 상에서 상이한 섬유화 부재(10)에 의해 제조된 제1 광물 섬유의 모두는 3 내지 100 m/min, 바람직하게는 3 내지 20 m/min의 범위의 속도로 전진하는 제1 컨베이어 벨트(11) 상에 착륙한다. 제1 광물 섬유는 이어서 광물 섬유의 제1 층을 형성한다. 컨베이어 벨트의 아래에 위치된 팬은 층의 밀도를 증가시키는 이러한 방식으로 제1 층 내에 함유된 공기의 일부가 흡인에 의해 추출되게 허용한다.
장치는 제2 광물 섬유의 제조를 위한 제2 라인(2)을 더 포함한다. 이 제2 제조 라인(2)은 적어도 하나의 섬유화 부재(20)를 포함한다. 제2 제조 라인(2)은 바람직하게는 더 많은 양의 광물 섬유를 제조하는 이러한 방식으로 하나의 동일한 라인 상에 직렬로 배열된 복수의 섬유화 부재(20)를 포함한다. 더욱 더 바람직하게는, 제2 제조 라인(2)은 예를 들어 3개의 섬유화 부재(20)를 포함한다. 섬유화 부재(20)는 예를 들어, 제1 제조 라인(1)의 것들과 동일한 유형이다. 상이한 조정 가능한 값이 2개의 제조 라인(1, 2) 상에서 상이하게 선택될 수도 있다. 제2 광물 섬유는 따라서 제1 광물 섬유와 상이할 수 있다. 차이는 유리의 조성, 결합제의 존재 유무, 섬유화 파라미터에 기인하는 섬유의 특성에 관련될 수도 있다. 섬유의 평균 직경 및 평량은 따라서 제1 섬유와 제2 섬유 사이에서 상이할 수도 있다.
제1 제조 라인(2) 상에서 상이한 섬유화 부재(20)에 의해 제조된 제2 광물 섬유의 모두는 10 내지 200 m/min, 바람직하게는 10 내지 120 m/min의 범위의 속도로 전진하는 제2 컨베이어 벨트(21) 상에 착륙한다. 제2 광물 섬유는 이어서 광물 섬유의 제2 층을 형성한다. 컨베이어 벨트의 아래에 위치된 팬은 층의 밀도를 증가시키는 이러한 방식으로 제2 층 내에 함유된 공기의 일부가 흡인에 의해 추출되게 허용한다.
제2 제조 라인(2)은 섬유화 부재(20)의 하류측에 배열된 크로스-랩핑 장치(22)를 더 포함한다. 크로스-랩핑 장치(22)는 제1 제조 라인(1) 상에서 제조된 제1 광물 섬유로 이루어진 제1 층의 상부에, 제2 제조 라인(2) 상에 제조된 제2 광물 섬유를 적층하도록 구성된다. 제2 광물 섬유는 바람직하게는 3개 내지 9개의 층인 다수의 중첩된 층의 형태로 배열된다.
크로스-랩핑 전에 제2 광물 섬유의 평량은 100 내지 1000 g/m2, 바람직하게는 400 내지 600 g/m2의 범위에 있다.
제1 라인(1) 상에 부여된 견인력이 높을수록, 놓여진 제2 광물 섬유의 중첩된 층들에 의해 덮여진(overlaid) 제1 광물 섬유의 층에 의해 구성된 절연 제품의 평량이 낮아진다. 이러한 제품의 평량은 3000 g/m2 내지 16,000 g/m2, 예를 들어 8300 g/m2(9 l/min의 섬도에 대해)에 있다. 이러한 절연 제품은 약 300 mm의 두께 및 약 32 mW/m·K의 열전도도를 갖는다.
이러한 것은 제2 광물 섬유의 복수의 층을 추가함으로써 제1 광물 섬유의 층의 두께가 증가되게 허용하는데, 이러한 두께 증가는 향상된 열 및/또는 음향 특성을 갖는 절연 제품이 얻어지게 허용한다.
화살표(23)에 의해 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 컨베이어 벨트(21)는 섬유화 부재(20)와 크로스-랩핑 장치(22) 사이에서 상승하는 것이 가능하다.
크로스-랩핑 장치(22)는 예를 들어 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 수직형이거나, 또는 도 4에 도시된 바와 같이 수평형이다.
수직형 크로스-랩핑 장치(22)는 서로 평행하고 대면하는 제2 광물 섬유와 접촉하여 있도록 의도된 주표면을 갖는 2개의 벨트(25)를 포함한다. 2개의 벨트(25)는 동일한 속도로 이동하고 이들의 주표면에 대해 이들 벨트 사이에 2개의 광물 섬유를 견인한다. 2개의 벨트(25)는 도 1 및 도 3에 화살표(24)에 의해 도시된 바와 같이, 이들의 주표면에 평행한 수평축에 대해 함께 진동한다.
수평형 크로스-랩핑 장치(22)는 평행하고 동일한 수평 평면에 위치된 주표면을 갖는 2개의 벨트(25)를 포함한다. 2개의 벨트(25)는 동일한 속도로 동일한 방향에서 동시에 수평 병진 이동하여(화살표 26), 제2 광물 섬유를 견인하여 이들 제2 광물 섬유들이 이들의 대면하는 에지 사이에 통과하게 한다.
수직형 또는 수평형 크로스-랩핑 장치(22)는 바람직하게는 제1 광물 섬유를 반송하기 위해 제1 벨트(11)에 관련하여 비-제로 각도를 형성하는 방향으로 제2 광물 섬유를 적층한다. 이 각도는 바람직하게는 90° 정도이다. 제2 광물 섬유의 층의 수는 따라서 제1 컨베이어 벨트(11) 및 크로스-랩핑 장치(22)의 각각의 속도[수직형 크로스-랩핑 장치의 벨트(25)의 속도 및 진동 속도 및 수평형 크로스-랩핑 장치의 벨트(25)의 속도 및 병진 속도]의 함수로서 더 높거나 더 낮을 수도 있어, 작동 파라미터의 함수로서 제2 광물 섬유의 가변 총 두께를 야기한다.
따라서, 예를 들어, 제1 제조 라인(1) 상의 3.5 m/min의 반송 속도에 대해, 4200 g/m2의 평량을 갖는 제1 광물 섬유의 층을 얻는 것이 가능하다. 제2 제조 라인(2) 상의 44.9 m/min의 반송 속도 및 분당 8.65 사이클의 진동 주파수에 대해, 619 g/m2의 평량을 각각 갖는 6개의 제2 광물 섬유의 층을 얻는 것이 가능하다. 최종 절연 제품의 총 평량은 이어서 7200 g/m2이다.
도 1 내지 도 3으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 제1 컨베이어 벨트(11)는 일단 제2 광물 섬유가 제1 광물 섬유 상에 적층되어 있으면, 2개의 제조 라인(1, 2)에 공통인 컨베이어 벨트(13)이다. 공통 컨베이어 벨트(13)의 적어도 하나의 섹션은 화살표(14)에 의해 도시된 바와 같이 상 또는 하로 조정될 수 있다. 화살표(15)는 공통 컨베이어 벨트(13)의 전진 방향을 지시한다.
장치는 바람직하게는 광물 섬유의 밀도가 증가되게 허용하는 크림핑 기계를 포함한다. 크림핑 기계는 제2 광물 섬유가 상부에 적층되기 전에 제1 광물 섬유의 층을 크림핑하기 위해, 섬유화 부재(10)와 크로스-랩핑 장치(22) 사이에 그리고/또는 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유에 의해 구성된 조립체를 크림핑하기 위해, 크로스-랩핑 장치(22)의 하류측에서 제1 제조 라인 상에 위치된다. 크림핑 기계는 서로 평행하고 대면하는 광물 섬유와 접촉하여 있도록 의도된 주표면을 갖는 2개의 벨트를 포함한다. 2개의 벨트는 상이한 속도로 이동하고, 이들의 주표면에 대해 이들 벨트 사이에 제2 광물 섬유를 견인한다.
장치는 광물 섬유가 제조 라인들 상에 치수 설정되어 있으면 건조 오븐을 더 포함한다. 건조 오븐은 크로스-랩핑 장치(22)의 하류측에 그리고 장치가 크로스-랩핑 장치(22)의 하류측에 크림핑 기계를 포함하는 경우에 크림핑 기계의 하류측에서 공통 컨베이어 벨트(13) 상에 위치된다. 건조 오븐은 섬유에 점착성을 부여하기 위해 결합 화합물이 중합화하게 허용한다. 제1 및 제2 덮여진 광물 섬유에 의해 구성된 조립체를 건조 오븐 내로 통과시키는 것의 장점은 섬유가 2개의 기본적으로 별개의 제조 라인으로부터 오더라도, 절연 제품의 전체로서 섬유의 매우 양호한 점착성을 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 장치의 도움에 의해 광물면에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 이하의 단계:
- 적어도 하나의 섬유화 부재(10)에 의한 제1 제조 라인(1) 상에서의 제1 광물 섬유의 제조 단계,
- 적어도 하나의 섬유화 부재(20)에 의한 제2 제조 라인(2) 상에서의 제2 광물 섬유의 제조 단계,
- 크로스-랩핑 장치(22) 내로의 제2 광물 섬유의 통과 단계,
- 크로스-랩핑 장치(22)에 의한 제1 광물 섬유 상의 제2 광물 섬유의 크로스-랩핑에 의한 적층 단계를 포함한다.
방법은 선택적으로 크림핑 기계 내로 그리고/또는 건조 오븐 내로 광물 섬유를 통과시키는 단계를 더 포함한다.

Claims (10)

  1. 광물면(mineral wool)에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 장치이며,
    - 적어도 하나의 섬유화 부재(10)를 포함하는, 제1 광물 섬유의 제조를 위한 제1 라인(1),
    - 적어도 하나의 섬유화 부재(20) 및 크로스-랩핑 장치(22)를 포함하는, 제2 광물 섬유의 제조를 위한 제2 라인(2)을 포함하고,
    상기 크로스-랩핑 장치(22)는 크로스-랩핑에 의해 제2 광물 섬유를 제1 광물 섬유 상에 적층하도록 구성되는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 제조 라인(1) 및/또는 제2 제조 라인(2)은 적어도 2개의 섬유화 부재(10, 20)를 각각 포함하고, 각각의 제조 라인(1, 2) 상의 상이한 부재(10, 20)는 직렬로 배열되는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 제조 라인의 하나 이상의 섬유화 부재(10)와 크로스-랩핑 장치(22) 사이에 위치되어 상기 제1 광물 섬유가 제2 광물 섬유에 의해 덮이기 전에 제1 광물 섬유를 크림핑하도록 구성된 그리고/또는 크로스-랩핑 장치(22)의 하류측에 위치되어 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유를 크림핑하도록 구성된 크림핑 기계를 더 포함하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유를 수용하도록 구성된 건조 오븐을 더 포함하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 라인(1, 2) 중 적어도 하나의 각각의 섬유화 부재(10, 20)는
    - 그 실질적으로 수직 대칭축 둘레로 회전하도록 구성되고, 그 주연띠가 복수의 오리피스에 의해 천공되어 있는 내부 원심분리 스피너,
    - 상기 원심분리 스피너의 오리피스로부터 출구에서 고온에서 기체 신장을 수행하도록 구성된 환형 버너,
    - 선택적으로, 제1 또는 제2 컨베이어 벨트(11, 21)를 향해 섬유를 채널 유도하도록 구성된 송풍링,
    - 선택적으로, 섬유들이 제1 또는 제2 컨베이어 벨트(11, 21)에 도달하기 전에 섬유 상에 결합 화합물을 스프레이하도록 구성된 접착링을 포함하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크로스-랩핑 장치(22)는 수직형 또는 수평형 크로스-랩핑 장치인 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 제조 라인(1, 2)은 서로 실질적으로 수직인 장치.
  8. 광물면에 기초하는 열 및/또는 음향 절연 제품을 제조하기 위한 방법이며,
    - 적어도 하나의 섬유화 부재(10)에 의한 제1 제조 라인(1) 상에서의 제1 광물 섬유의 제조 단계,
    - 적어도 하나의 섬유화 부재(20)에 의한 제2 제조 라인(2) 상에서의 제2 광물 섬유의 제조 단계,
    - 크로스-랩핑 장치(22) 내로의 제2 광물 섬유의 통과 단계,
    - 상기 크로스-랩핑 장치(22)에 의한 제1 광물 섬유 상의 제2 광물 섬유의 크로스-랩핑에 의한 적층 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제1 광물 섬유 자체의 그리고/또는 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유의 크림핑 기계 내로의 통과 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제2 광물 섬유에 의해 덮여진 제1 광물 섬유의 건조 오븐 내로의 통과 단계를 더 포함하는 방법.
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