KR20240038702A - 취입되는 미네랄 울을 포함하는 제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미네랄 울이 미네랄 섬유를 포함하고 취입에 적합한 것인, 느슨한 미네랄 울을 포함하는 단열 및/또는 방음 제품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제품은 적어도 하나의 첨가제를 포함하고 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함)의 전체 첨가제 중량 퍼센트 및 4 L/분 내지 9 L/분의 마이크로네어를 갖는다.
Description
본 발명은 취입되는 미네랄 울, 우선적으로는 유리 울을 포함하는 단열 및/또는 방음 제품뿐만 아니라 이러한 제품의 취입에 의해 얻어지는 코팅에 관한 것이다.
최신 기술
취입된 유리 울을 장벽과 접촉하여 침착시킴으로써 건물의 장벽, 예를 들어 벽, 바닥 또는 지면을 단열 및/또는 방음하는 것으로 알려져 있다. 백 내의 압축된 유리 울은 백의 개방 동안 첫 번째 팽창을 겪는다. 이어서 유리 울은, 예를 들어 카더(carder)를 포함하는, 유리 울을 취입하도록 구성된 장치로 도입되며, 여기서 유리 울은 두 번째 팽창을 거친다. 이어서 유리 울은 공압 도관에서 절연되도록 기계에서 장벽으로 이송된다. 이 방법은 불규칙한 형태를 갖는 장벽을 유리 울로 덮을 수 있게 한다. 이 방법은 또한 생산과 사용 사이에 유리 울의 부피를 줄일 수 있게 한다.
그러나, 장벽 상의 유리 울의 침착 동안에, 유리 울의 상당 부분은 주변 대기 중에 분산될 수 있다. 대기 중의 분산된 부분은 유리 울 "분진"으로서 규정된다. 이 분진은 유리 울의 취입 동안 사용자 쾌적성의 문제를 갖는다.
유리 울에 미네랄 오일을 첨가함으로써 유리 울의 취입 동안에 방출되는 분진의 양을 줄여 사용자의 쾌적성을 높이는 것으로 알려져 있다.
그러나, 유리 울에 미네랄 오일을 첨가하면 취입된 유리 울의 열 전도도 λ의 증가를 야기하고, 이것은 취입된 유리 울의 열 및/또는 음향 성능을 감소시킨다.
이를 위해, 문서 US 2017 0198472에서는 미네랄 오일 중량 퍼센트가 선행 기술에 비해 감소된 것인 유리 울을 기술한다. 문서 US 2017 0198472에 기술된 미네랄 울의 미네랄 오일 중량 퍼센트는 미네랄 울의 총 질량의 0.1% 내지 0.6%이다.
그러나, 문서 US 2017 0198472에 의해 기술된 유리 울은 장벽 상에 설치된 유리 울의 미리 결정된 밀도에 대해 높은 열 전도도를 갖는다. 또한, 기술된 유리 울은 취입 동안 주변 대기 중에 많은 양의 분진이 분산되게 한다. 따라서, 미리 결정된 설치 유리 울 밀도에 대해 낮은 열 전도도와 사용자에 대해 높은 설치 쾌적성 둘 다를 갖는 유리 울을 생산할 필요가 있다.
발명의 개요
본 발명의 한 가지 목적은 사용자가 제품을 설치하는 동안 방출되는 분진의 양을 최소화하면서, 공지된 미네랄 울의 열 전도도 이하인 열 전도도를 갖는 단열 및/또는 방음 제품을 제안하는 것이다.
이러한 목적은 미네랄 울이 미네랄 섬유를 포함하고 취입에 적합한 것인, 느슨한 미네랄 울을 포함하는 단열 및/또는 방음 제품에 의해 본 발명의 범위 내에서 달성되며,
- 제품은 적어도 하나의 첨가제를 포함하고, 제품은 전체 첨가제(들)의 중량 퍼센트가 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함), 특히 0.6% 내지 1% (경계값 포함), 우선적으로는 0.7 내지 0.9% (경계값 포함)이고,
- 제품은 4 L/분 내지 9 L/분, 특히 5 L/분 내지 8 L/분, 우선적으로는 6 L/분 내지 7.5 L/분의 마이크로네어(micronaire)를 갖는다.
본 발명은 유리하게는 개별적으로 또는 기술적으로 가능한 조합 중 어느 하나로 취해진, 다음의 특징에 의해 완성된다:
- 섬유의 부피-가중 중앙값 직경은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ (경계값 포함), 특히 6 ㎛ 내지 12 ㎛ (경계값 포함), 우선적으로는 7 ㎛ 내지 10 ㎛ (경계값 포함), 보다 바람직하게는 8 ㎛ 내지 9 ㎛ (경계값 포함)이고,
- 섬유는 분포 수의 중앙값 섬유 길이에 대한 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이 사이의 비가 3 초과, 특히 4 초과, 우선적으로는 5 초과이도록 하는 섬유 길이 집단 분포를 갖고,
- 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이는 엄밀하게는 1 mm 초과, 특히 엄밀하게는 1.5 mm 초과, 우선적으로 엄밀하게는 2.0 mm 초과이고,
- 분포 수의 중앙값 섬유 길이는 2 mm 이하, 특히 1 mm 미만, 우선적으로는 300 ㎛ 내지 700 ㎛이고,
- 미네랄 울은 유리 울이며, 제품은 바람직하게는 100 kg.m-3 내지 180 kg.m-3 (경계값 포함), 특히 120 kg.m-3 내지 160 kg.m-3 (경계값 포함), 우선적으로는 140 kg.m-3 내지 160 kg.m-3 (경계값 포함)의 밀도를 갖고,
- 첨가제(들)는 분진-방지 첨가제, 소수성 첨가제, 대전방지 첨가제 및 염료로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함하고,
- 첨가제(들)는 대전방지 첨가제를 포함하고, 대전방지 첨가제의 중량 퍼센트는 0.01% 내지 0.30% (경계값 포함), 특히 0.02% 내지 0.20% (경계값 포함), 우선적으로는 0.05% 내지 0.15% (경계값 포함)이고,
- 이 첨가제(들)는 대전방지 첨가제를 포함하고, 대전방지 첨가제는 3급 암모늄, 4급 암모늄 및 폴리에틸렌 글리콜로부터 선택되고,
- 첨가제(들)는 소수성 첨가제를 포함하고, 소수성 첨가제의 중량 퍼센트는 0.05% 내지 0.4% (경계값 포함)이고,
- 섬유의 수에 따른 섬유의 평균 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm (경계값 포함)이고,
- 제품은, 취입 후, 0.45 W.kg.K-1.m-4 내지 0.8 W.kg.K-1.m-4, 특히 0.5 W.kg.K-1.m-4 내지 0.75 W.kg.K-1.m-4의 열 성능 계수 χ를 가질 수 있고,
- 제품은, 취입 후, 5 kg/㎥ 내지 18 kg/㎥ (경계값 포함), 특히 7 kg/㎥ 내지 12 kg/㎥ (경계값 포함), 우선적으로는 8.5 kg/㎥ 내지 11 kg/㎥ (경계값 포함)의 취입 밀도를 가질 수 있고,
- 함께 취해진 첨가제(들)는 우선적으로는 액체 경로에 의해, 섬유 상에 분무된 침착물, 우선적으로는 섬유 상에 분무된 층을 형성한다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품을 취입함으로써 얻어지는 단열 및/또는 방음 코팅이다.
코팅은 유리하게는 0.45 W.kg.K-1.m-4 내지 0.8 W.kg.K-1.m-4, 특히 0.5 W.kg.K-1.m-4 내지 0.75 W.kg.K-1.m-4의 열 성능 계수 χ를 갖는다.
코팅은 유리하게는 5 kg/㎥ 내지 18 kg/㎥ (경계값 포함), 특히 7 kg/㎥ 내지 12 kg/㎥ (경계값 포함), 우선적으로는 8.5 kg/㎥ 내지 11 kg/㎥ (경계값 포함)의 밀도를 갖는다.
코팅은 유리하게는 35 mW.m-1.K-1 내지 60 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 특히 40 mW.m-1.K-1 내지 55 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 우선적으로는 45 mW.m-1.K-1 내지 52 mW.m-1.K-1 (경계값 포함)의 열 전도도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품을 제조하는 방법으로서, 모든 첨가제(들)를 액체 경로에 의해 섬유 상에 분무하는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은 건물 장벽의 단열 및/또는 방음을 위한 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 용도이다.
본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 전적으로 예시적이고 비제한적이며, 첨부된 도면과 함께 판독되어야 하는 하기 설명으로부터 드러날 것이며, 여기서:
[도 1] - 도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 섬유 길이 집단의 누적 빈도의 분포를 나타낸 것이다.
[도 2] - 도 2는 본 발명의 한 실시양태에 따른 절연 제품을 생산하기 위한 설비를 개략적으로 나타낸 것이다.
[도 3] - 도 3은 취입된, 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 미네랄 섬유의 통합된 평균 전하를 나타낸 것이다.
모든 도면에서, 유사한 요소는 동일한 참조번호로 표시된다.
[도 1] - 도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 섬유 길이 집단의 누적 빈도의 분포를 나타낸 것이다.
[도 2] - 도 2는 본 발명의 한 실시양태에 따른 절연 제품을 생산하기 위한 설비를 개략적으로 나타낸 것이다.
[도 3] - 도 3은 취입된, 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 미네랄 섬유의 통합된 평균 전하를 나타낸 것이다.
모든 도면에서, 유사한 요소는 동일한 참조번호로 표시된다.
정의
"열 성능 계수 χ"는 W.m-1.K-1로 표현되는 열 전도도 λ와 kg/㎥로 표현되는, 취입 시 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 밀도 ρ의 곱을 의미한다. 열 성능 계수 χ는 공지된 방식으로, 장벽 상의 미리 결정된 열 저항 R을 얻기 위해 취입되는 미네랄 울의 수량을 나타낸 것이다. 실제로, 질량 m 및 부피 V를 갖는 코팅에 의해 절연되는 표면 S를 고려하여, 열 성능 계수 χ는 한편으로는 질량 m과 다른 한편으로는 열 저항 R과 표면 S의 곱 사이의 비이다. 따라서, 미네랄 울의 열 성능은 미리 결정된 열 저항 R과 열 성능 계수 χ의 곱에 의해 결정될 수 있다.
미네랄 울을 "취입"하는 것은 표준 EN 14064-1:2007에 의해 정의된 바와 같이, 우선적으로는 표준 EN 14064-1:2007의 부록 C.2.1을 참고하여, 문서 ()에 의해 정의된 바와 같이 취입하는 것을 의미한다.
열 전도도는 표준 EN 14064-1:2007을 참고하여, 문서 ()에 정의된 측정에 따라 측정된다.
미네랄 울의 "밀도"는 미네랄 울로 충전된 용기에서 측정된 미네랄 울의 질량을 용기의 부피로 나눈 것을 의미한다. 미네랄 울을 이송하기 위한 백에 포장된 미네랄 울의 경우, 미네랄 울의 밀도는 백에 압축된 미네랄 울의 질량과 백의 부피 사이의 비와 같다. 취입된 미네랄 울의 경우, 취입된 미네랄 울의 밀도의 측정은 표준 EN 14064-1:2007의 부록 C.2.1을 참고하여, 문서 ()에 정의되어 있다.
본 출원에서, 미네랄 울 섬유의 섬도는 5g 미만의 이들의 마이크로네어의 값에 의해 결정된다. "섬도 지수"라고도 불리는 마이크로네어는 섬유의 비표면적을 나타낸다. 마이크로네어 측정은 제품에서 추출된 정해진 양의 섬유가 정해진 압력의 가스, 일반적으로는 공기 또는 질소에 노출될 때 공기역학적 압력 강하를 측정하는 것을 포함한다. 이러한 측정은 미네랄 섬유 생산 단위의 표준 관행이며; 이는 표준화되어 있고 (DIN 53941 또는 ASTM D 1448 표준), 소위 "마이크로네어 테스터"를 사용한다. 마이크로네어를 측정하는 방법은 문서 WO 2003098209에 또한 기술되어 있다.
발명의 상세한 설명
단열/방음 제품의 일반 구조
본 발명의 한 측면은 느슨한 미네랄 울을 포함하는 단열 및/또는 방음 제품이다. 바람직하게는, 미네랄 울은 유리 울, 바람직하게는 벌크이다. 미네랄 울은 미네랄 섬유를 포함한다. 유리 울은 공지된 방식으로 유리 섬유를 포함한다. 미네랄 섬유는 무기 원료, 바람직하게는 유리, 스톤, 및/또는 슬래그의 용융에 의해 제조될 수 있다. 미네랄 울은 취입에 적합하다.
바람직하게는, 미네랄 섬유는:
- 50% 내지 75%, 바람직하게는 60% 내지 70%의 SiO2의 중량 퍼센트, 및/또는
- 10% 내지 25%, 바람직하게는 10% 내지 20%의 Na2O의 중량 퍼센트, 및/또는
- 5% 내지 15%, 바람직하게는 5% 내지 10%의 CaO의 중량 퍼센트, 및/또는
- 1% 내지 10%, 바람직하게는 2% 내지 5%의 MgO의 중량 퍼센트, 및/또는
- 5% 내지 20%의 CaO의 중량 퍼센트와 MgO의 중량 퍼센트의 합, 및/또는
- 0% 내지 10%, 특히 2% 내지 8%, 바람직하게는 3% 내지 6%, 보다 바람직하게는 3.5% 내지 5%의 B2O3의 중량 퍼센트; 및/또는
- 0% 내지 8%, 바람직하게는 1% 내지 6%의 Al2O3의 중량 퍼센트, 및/또는
- 0% 내지 5%, 바람직하게는 0.5% 내지 2%의 K2O의 중량 퍼센트, 및/또는
- 12% 내지 20%의 Na2O의 중량 퍼센트와 K2O의 중량 퍼센트의 합
을 갖는 유리를 용융시켜 제조될 수 있다.
제품은 적어도 하나의 첨가제를 포함한다. 제품은 전체 첨가제(들)의 중량 퍼센트가 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함), 특히 0.6% 내지 1% (경계값 포함), 우선적으로는 0.7 내지 0.9% (경계값 포함)이다.
제품은 4 L/분 내지 9 L/분, 특히 5 L/분 내지 8 L/분, 우선적으로는 6 L/분 내지 7.5 L/분의 마이크로네어를 갖는다.
발명자들은 앞서 정의된 첨가제의 퍼센트와 앞서 정의된 제품의 마이크로네어를 조합함으로써, 제품 내 첨가제의 중량 퍼센트로부터 제품의 취입 동안 분진의 방출을 제한하면서, 미리 결정된 수량의 취입된 제품에 대해 취입된 제품에 의해 형성된 코팅의 방사 열 전달을 구체적으로 최소화하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다. 정의된 마이크로네어를 갖는 제품의 미세 섬유 취약성(breakability), 및 그에 따른 분진을 방출하는 능력은 제품의 첨가제(들)의 퍼센트에 의해 상쇄되고, 한편 정의된 범위에 대해 취입된 제품에 의해 형성된 코팅의 열 전도도를 최소화한다.
일부 또는 모든 첨가제(들)는 유기물일 수 있다. 모든 첨가제(들)의 중량 퍼센트는 표준 ISO 1887:2014에 따라 강열 감량에 의해 결정될 수 있다.
절연 제품은 0.1% 미만의 결합제 함량을 가질 수 있다. 특히, 절연 제품은 결합제가 없을 수 있고, 0의 결합제 중량 퍼센트를 가질 수 있다. 그러나, 특히 결합제를 포함하는 유리 울을 재활용하여 제품을 제조하는 경우, 미량의 결합제가 존재할 수 있다.
절연 제품의 제조
도 2를 참조하면, 절연 제품을 제조하기 위한 설비는 섬유화(fiberizing) 유닛을 포함할 수 있으며, 여기서 미네랄 섬유가 제조된다. 섬유화 유닛은 수직 축(X)을 따라 회전하도록 구성된 원심분리 장치(1)를 포함할 수 있다. 원심분리 장치(1)는 주변 스트립을 갖는다. 주변 스트립은 용융된 원료가 원심분리 장치의 내부로부터 흐를 수 있는 복수의 오리피스에 의해 관통되어, 용융된 원료의 필라멘트를 형성한다.
섬유화 유닛은 또한 버너(2)를 포함할 수 있다. 버너(2)는 환형 형상을 가질 수 있고 제어된 온도에서 가스 흐름을 오리피스의 출구에 부과하도록 배열될 수 있다. 버너(2)는 오리피스에서 빠져나온 필라멘트를 연신하여, 미네랄 섬유를 형성할 수 있게 한다. 환형 인덕터(3)는 원심분리 장치 아래에 배열될 수 있다. 환형 인덕터(3)는 원심분리 장치(1)의 하부 부분, 특히 스피너를 가열할 수 있게 한다. 이로써 미네랄 섬유의 웹(4)이 형성된다. 미네랄 섬유를 수용하기 위한 벨트(5)는 원심분리 장치(1) 아래에 배열될 수 있다.
버너(2)는 버너(2)의 출구에서의 가스 제트의 온도가 1300℃ 내지 1500℃, 바람직하게는 약 1400℃가 되도록 구성된다. 가스 제트를 구동하는, 버너(2)의 압력 변동은 섬유의 섬도를 제어하는 것을 가능하게 하고: 버너(2) 압력이 낮을수록 섬유 직경이 더 커질 수 있다.
발명자들은 공지된 이동량에 대하여 버너(2)에 의해 오리피스의 출구에서 필라멘트로 전달되는 이동량을 감소시킴으로써, 상기 기술된 비율로 생산된 모든 미네랄 섬유 중 미네랄 장섬유의 비율을 현저히 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 따라서, 버너(2)의 압력은 400 mm CE와 800 mm CE 사이에, 특히 400 mm CE와 450 mm CE 사이에 부과될 수 있다 (1 mm CE = 9.81 Pa인 것을 상기한다).
원심분리 장치(1)의 회전 속도는 분당 1600회 회전 내지 분당 3000회 회전, 특히 분당 2400회 회전 내지 분당 3000회 회전일 수 있다.
원심분리 장치(1)의 회전 동안, 오리피스의 접선 속도는 50 m/s 내지 80 m/s, 바람직하게는 57 m/s 내지 75 m/s일 수 있다. 따라서, 제품의 섬유의 집단에서 엄밀하게는 1.5 mm 초과, 우선적으로 엄밀하게는 2.0 mm 초과의 길이를 갖는 섬유의 비율을 증가시키는 것이 가능하다. 실제로, 오리피스의 출구로부터 섬유에 제공되는 이동량을 증가시킴으로써 섬유의 길이를 증가시킬 수 있다. 그러나, 버너에 의해 섬유에 제공되는 이동량은 버너의 하류에 있는 유체 난류에 의해 구동되는 섬유가 겪는 기계적 응력에 수반될 수 있다. 이러한 응력은 섬유의 파열로 이어질 수 있다. 따라서, 오리피스의 접선 속도는 난류 유체 환경에서 섬유가 겪는 기계적 응력을 감소시키면서 섬유에 충분한 이동량을 제공할 수 있게 한다.
스피너 오리피스당 1일 섬유 생산량은 하루에 각 오리피스를 통과하는 용융된 재료의 처리량이다. 스피너 오리피스당 1일 섬유 생산량은 0.30 kg/일 내지 0.8 kg/일, 특히 0.4 kg/일 내지 0.7 kg/일일 수 있다. 바람직하게는, 오리피스당 섬유 생산량은 0.40 kg/일 미만일 수 있다. 따라서, 더 높은 생산량으로 생산된 섬유에 대하여 섬유의 직경을 감소시켜, 버너(2)에 의해 오리피스의 출구에서 필라멘트로 전달되는 이동량을 감소시키는 효과를 상쇄할 수 있다.
원심분리 장치(2)의 스피너는, 예를 들어 스피너 직경이 600 mm인 경우 적어도 30,000개의 오리피스를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 원심분리 장치(2)의 스피너는, 예를 들어 스피너의 직경이 400 mm인 경우 적어도 36,000개의 오리피스를 포함할 수 있다. 따라서, 일정한 총 생산량에 대해, 오리피스당 생산량은 미세 섬유를 생산하기에 충분히 작아서, 오리피스의 출구에서 필라멘트에 대한 버너(2)의 이동량의 전달을 감소시키는 효과를 상쇄한다.
원심분리 장치(2)의 스피너는 50 mm 내지 800 mm, 우선적으로는 400 mm 내지 600 mm로 이루어진 직경을 갖는다. 원심분리 장치(2)의 생산량은 스피너의 직경에 따라 달라진다.
오리피스는 스피너의 드릴링 스트립 위에 형성되고 분포된다. 드릴링 스트립의 높이는, 원심분리 장치의 회전 축(X)의 방향을 따라, 바람직하게는 35 mm 미만이다. 오리피스의 직경은 0.5 내지 1.1 mm이다.
이웃 오리피스의 중심 사이의 거리는 0.8 mm 내지 2 mm일 수 있다. 이 거리는 10% 미만, 바람직하게는 3% 미만으로 달라질 수 있다. 이웃 오리피스의 중심 사이의 거리는 스피너의 하부 부분을 향하여 배향된 방향으로 감소될 수 있다.
이어서 제조 방법은 벨트(5) 상의 미네랄 섬유를 회수하는 단계를 포함할 수 있다. 회수 단계 이후에, 제조 방법은 섬유를 분쇄하는 단계, 이어서 섬유를 압축하는 단계를 포함할 수 있다. 분쇄 단계는 또한 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품을 얻기 위해 구현될 수 있다.
제품의 제조 방법은 액체 경로에 의해 섬유 상에 첨가제(들) 전체를 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 첨가제는 섬유 상에 분무되기 전에 혼합될 수 있어, 이들의 국소 농도는 균질하게 된다. 본 발명의 한 측면은 함께 취해진 첨가제(들)가 섬유 상에 분무된 침착물, 바람직하게는 섬유 상에 분무된 층을 형성하는 것인 제품이다. 바람직하게는, 침착물, 우선적으로는 층(들)은 액체 분무에 의해 형성된다. 실제로, 첨가제(들)를 포함하는 분무된 액체는 부분적으로 또는 전체적으로, 섬유의 표면 위에 균질하게 분포될 수 있어, 액체 용매의 증발 후에 첨가제의 층을 형성한다. 액체는 또한 섬유와 접촉하는 방울 또는 액적을 형성할 수 있어, 액체 용매의 증발 후에, 첨가제(들)는 액적 형상을 갖는 침착물을 형성하게 된다.
미네랄 울 구조 및 기하학
도 1을 참조하면, 섬유는 분포 수의 중앙값 섬유 길이에 대한 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이 사이의 비가 3 초과, 특히 4 초과, 우선적으로는 5 초과이도록 하는 섬유 길이 집단 분포를 가질 수 있다. 따라서, 취입된 제품에 의해 형성된 코팅은 단섬유 및 장섬유 둘 다의 높은 비율을 갖고, 이것은 코팅의 설치 동안 분진 방출을 야기하는 특정 섬유를 보유하는 것 및 장섬유만 포함하는 코팅에 비해 열 전도도를 최소화하는 것 둘 다를 가능하게 한다.
예를 들어, 도 1은 수에서 90-번째 백분위수인 섬유 길이 (D90)가 1856 ㎛이고 수-중앙값 섬유 길이 (D50)가 335.7 ㎛인 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품의 섬유 길이 집단의 누적 빈도의 분포를 도시한 것이다. 도시된 분포는 분포 수의 중앙값 섬유 길이에 대한 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이 사이의 비가 5.52인 제품에 해당한다.
분포 수의 평균 섬유 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm (경계값 포함)일 수 있다.
분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이는 엄밀하게는 1 mm 초과, 특히 엄밀하게는 1.5 mm 초과, 우선적으로 엄밀하게는 2.0 mm 초과일 수 있다. 따라서, 제품의 취입에 의해 코팅의 설치 동안 분진의 방출을 최소화할 수 있다.
분포 수의 중앙값 섬유 길이는 2 mm 이하, 특히 1 mm 미만, 우선적으로는 300 ㎛ 내지 700 ㎛일 수 있다.
섬유의 부피-가중 중앙값 직경은 5 ㎛ 내지 15 ㎛ (경계값 포함), 특히 6 ㎛ 내지 12 ㎛ (경계값 포함), 우선적으로는 7 ㎛ 내지 10 ㎛ (경계값 포함), 보다 바람직하게는 8 ㎛ 내지 9 ㎛ (경계값 포함)이다. 따라서, 제품 내 첨가제의 중량 퍼센트로부터 제품의 취입 동안 분진의 방출을 제한하면서, 미리 결정된 수량의 취입된 제품에 대해, 취입된 제품에 의해 형성된 코팅의 방사 열 전달을 구체적으로 최소화하는 것이 가능하다.
섬유의 직경 및 길이는 기판 상에 섬유를 침착시킨 다음, 침착된 섬유를 현미경으로 영상화함으로써 측정될 수 있다. 트위저를 사용하여 제품 또는 코팅의 샘플을 취할 수 있다. 일반적으로, 10 내지 30 mg의 제품 또는 코팅을 제거할 수 있다. 측정된 섬유의 수는 1000개 초과, 특히 2000개 초과, 바람직하게는 5000개 초과이다. 이어서 샘플의 섬유를 용매에 분산시킬 수 있다. 용매는, 예를 들어 500:1 비율로 증류수와 글리세린의 혼합물을 포함할 수 있고/거나, 계면활성제를 포함할 수 있다. 실험실 교반기를 사용하여 샘플을 30 분 내지 2 시간 교반하며, 이것은 용매 중 섬유의 분산액을 생성한다. 이어서 섬유의 분산액을 증류수에서 1:3 내지 1:20의 비로 희석한다. 이어서 희석된 섬유의 분산액을 기판 상에, 예를 들어 페트리 접시의 바닥에 침착시킨다. 이어서 분산액에 포함된 섬유를 배율이 예를 들어 20X, 40X 또는 90X인 대물렌즈가 제공된 현미경에 의해, 또는 임의의 다른 이미징 시스템 (카메라, 스캐너)에 의해 영상화하여, 섬유의 길이를 평가하기에 충분한 해상도로 섬유를 관찰할 수 있게 한다. 이어서 이미지 처리를 구현한다. 이미지 각각에서, 몇 픽셀 미만 또는 편심이 0.5 미만인 픽셀 클러스터, 즉 대략 원형 형상의 입자는 무시한다. 이어서 이미지 각각에 와이어 프레임을 적용하여, 섬유의 중앙 축을 얻는다. 마지막으로, 이어서 스코어 함수를 사용하여 2개의 섬유 세그먼트가 동일한 섬유에 속할 확률을 평가한다. 스코어 함수를 또한 사용하여 임계화 단계 동안 섬유 세그먼트로 분해되는 섬유를 재구성한다.
첨가제
본 발명의 모든 실시양태에서, 제품은 전체 첨가제(들)의 중량 퍼센트가 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함), 특히 0.6% 내지 1% (경계값 포함), 우선적으로는 0.7 내지 0.9% (경계값 포함)이다. 따라서, 상기에 기술된 바와 같이 그리고 기술된 제품의 마이크로네어와 조합하여, 제품의 설치 동안 분진의 방출을 제한하면서 제품의 단열을 최대화할 수 있다. 실제로, 일반적으로 유기 화합물을 포함하는 첨가제는 제품을 통한 열 전달을 촉진하여 취입된 제품에 의해 부여된 단열 특성을 저하시킨다. 본 출원에서, 모든 첨가제(들)의 중량 퍼센트는 제품의 모든 첨가제를 의미하는 것으로 이해된다. 첨가제가 상이한 성질을 갖는 것인, 모든 첨가제의 중량 퍼센트는 첨가제 각각의 중량 퍼센트를 단 한 번만 합산하여 계산된다. 모든 첨가제(들)의 중량 퍼센트의 이러한 정의는 여러 기능을 갖는 첨가제를 배재하지 않는다. 기능은 적어도 분진-방지 기능, 소수성 기능, 대전방지 기능 및 염료 기능 중에서 선택될 수 있다. 결정된 기능을 갖는 하나 이상의 첨가제의 중량 퍼센트는 이러한 결정된 기능을 갖는 첨가제 각각의 중량 퍼센트를 합산하여 계산된다. 이러한 정의는 제1 기능과 제2 기능을 모두 갖는 제1 첨가제의 중량 퍼센트가 제1 기능을 갖는 하나 이상의 첨가제의 중량 퍼센트뿐만 아니라 제2 기능을 갖는 하나 이상의 첨가제의 중량 퍼센트에 모두 합산된 것을 배제하지 않는다.
첨가제(들)는 임의의 유형일 수 있다. 첨가제(들)는 우선적으로는 분진-방지 첨가제, 소수성 첨가제, 대전방지 첨가제 및 염료로부터 선택된다.
단열 제품은 대전방지 첨가제를 포함할 수 있다. 대전방지 첨가제의 중량 퍼센트는 0.01% 내지 0.30% (경계값 포함), 특히 0.02% 내지 0.20% (경계값 포함), 우선적으로는 0.05% 내지 0.15% (경계값 포함)일 수 있다.
대전방지 첨가제는 적어도 3급 암모늄, 4급 암모늄, 및 폴리에틸렌 글리콜로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 대전방지 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜과 3급 암모늄 및 4급 암모늄으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 3급 암모늄 및 4급 암모늄의 총 중량 퍼센트는 0.01% 내지 0.25%, 특히 0.01% 내지 0.05%일 수 있다. 폴리에틸렌 글리콜의 중량 퍼센트는 0.03% 내지 0.20%, 특히 0.05% 내지 0.10%일 수 있다.
대전방지 첨가제는, 예를 들어 공압 채널에서 섬유를 이송하는 동안에, 앞서 기술된 미네랄 섬유의 웹(4)을 형성하는 단계 이후에 및/또는 섬유를 분쇄하는 단계 이후에 제조된 미네랄 섬유(4)의 매트 상에 분무될 수 있다. 대전방지 첨가제는 취입된 미네랄 울의 미네랄 섬유의 정전하의 값을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 절연될 장벽 상에 취입된 제품에 의해 얻은 코팅의 침착 동안에, 미네랄 섬유는 사용자의 의복에 달라붙지 않는다. 도 3을 참조하면, 취입된 미네랄 울의 정전하의 측정은 취입된 제품이 절연될 장벽으로 이르게 되는 도관의 출구에서, 이동식 정전기 센서 (예를 들어 키엔스(Keyence) SK-050 모델의 센서)를 배열함으로써 구현될 수 있다. 센서는 취입된 제품이 이송되는 경로 근처에서, 취입된 제품이 경로를 통과할 때 측정된 전위와 취입된 제품이 경로를 통과하지 않은 경우 동일한 위치에서 측정된 전위 사이의 전위차 Δ V를 측정한다. 측정된 전위차는 경로를 통과하는 섬유의 평균 전하에 비례하고, 동일한 방향으로 변화한다. 센서는, 예를 들어, 절연될 장벽 상에 취입된 미네랄 울을 침착시키는데 사용되는 공압 도관의 출구에 배열될 수 있다.
제품의 취입된 미네랄 섬유의 평균 전하는 0 또는 양수일 수 있다. 실제로, 발명자들은 취입된 섬유의 0 또는 양의 평균 전하가 사용자의 의복에 대한 제품의 대전방지 효과를 관찰하는데 충분한 조건이라는 것을 발견하였다. "평균 전하"는 제품의 취입 동안 측정된 미네랄 섬유의 전하의 평균을 의미한다. 도 3은 상대 습도 (RH) 수준의 함수로서 섬유의 평균 전하를 나타낸 것이다.
단열 제품은 대전방지 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 미네랄 울에 침착될 때, 절연 제품이 소수성 특성을 가질 수 있게 하는 경우 "소수성"이라고 한다. 소수성 첨가제는 앞서 기술된 미네랄 섬유의 웹(4)을 형성하는 단계 이후에 제조된 미네랄 섬유의 웹(4) 상에 분무될 수 있다. 소수성 첨가제의 중량 퍼센트는 0.05% 내지 0.4% (경계값 포함), 바람직하게는 0.1% 내지 0.2%일 수 있다. 소수성 첨가제는 실리콘, 예를 들어 폴리디메틸실록산 (PDMS)일 수 있다.
단열 제품은 분진 방지 첨가제를 포함할 수 있다. 분진 방지 첨가제는, 예를 들어 공압 채널에서 섬유를 이송하는 동안에, 앞서 기술된 미네랄 섬유의 웹(4)을 형성하는 단계 이후에 및/또는 섬유를 분쇄하는 단계 이후에 제조된 미네랄 섬유(4)의 매트 상에 분무될 수 있다. 분진 방지 첨가제는 취입되는 울의 취입 동안 분진의 형성을 감소시키고, 따라서 사용자 쾌적성을 증가시키고 미네랄 섬유가 사용자의 기도로 침투하는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 분진 방지 첨가제는 오일, 특히 식물성 기원의 오일 및/또는 미네랄 기원의 오일을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 분진 첨가제의 중량 퍼센트는 제품이 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함)의 모든 첨가제(들)의 중량 퍼센트를 갖도록, 대전방지 첨가제의 중량 퍼센트가 0.01% 내지 0.30%가 되도록, 그리고 소수성 첨가제의 중량 퍼센트가 0.05% 내지 0.4% (경계값 포함)가 되도록 결정될 수 있다. 바람직하게는, 분진-방지 첨가제의 중량 퍼센트는 0.34% 내지 1.14%이다.
절연 제품의 거시적, 열적, 및 소비량 특성
상기 기술된 제품의 제조 방법의 마지막에, 특히 섬유를 압축하는 단계 이후에, 제품은 제품의 취입에 의해 얻은 코팅의 밀도보다 큰 밀도를 갖는다. 밀도는 100 kg.m-3 내지 180 kg.m-3 (경계값 포함), 특히 120 kg.m-3 내지 160 kg.m-3 (경계값 포함), 우선적으로는 140 kg.m-3 내지 160 kg.m-3 (경계값 포함)일 수 있다. 밀도는 포장된 제품의 밀도일 수 있다. 따라서, 동일한 부피에서, 제품은 이 밀도 범위에서 제품의 섬유 길이 집단 분포를 보존하면서 컨디셔닝될 때 다른 공지된 제품보다 가벼울 수 있다. 한 예로서, 록 울로부터 얻은 공지된 제품은 200 kg.m-3 초과의 밀도를 갖는다. 따라서 건설 현장으로 제품을 운반하는 것을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품을 취입함으로써 얻어지는 단열 및/또는 방음 코팅이다.
코팅, 및 간접적으로 제품은 건물 장벽의 단열 및/또는 방음에 사용될 수 있다. 장벽은 벽, 바닥 및 지면으로부터 선택될 수 있다. 장벽은 제품을 취입하여 코팅을 침착시킴으로써 절연될 수 있다.
바람직하게는, 코팅은 0.45 W.kg.K-1.m-4 내지 0.8 W.kg.K-1.m-4, 특히 0.5 W.kg.K-1.m-4 내지 0.75 W.kg.K-1.m-4의 열 성능 계수 χ를 갖는다. 따라서, 특히 취입 전의 제품의 특성에 의해, 사용자에 의해 미리 결정된 열 저항을 갖는 코팅을 설치하기 위한 제품의 소비량, 및 제품의 취입 동안 방출되는 분진의 방출 둘 다를 제한할 수 있다. 코팅은 35 mW.m-1.K-1 내지 55 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 특히 40 mW.m-1.K-1 내지 52 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 우선적으로는 43 mW.m-1.K-1 내지 49 mW.m-1.K-1 (경계값 포함)의 열 전도도를 가질 수 있다. 또한, 바람직하게는 미리 정의된 열 전도도와의 조합으로, 본 발명의 한 실시양태에 따른 제품을 취입함으로써 얻어지는 코팅은 5 kg/㎥ 내지 18 kg/㎥ (경계값 포함), 특히 7 kg/㎥ 내지 12 kg/㎥ (경계값 포함), 바람직하게는 8.5 kg/㎥ 내지 11 kg/㎥ (경계값 포함)의 밀도를 가질 수 있다.
Claims (20)
- 벌크 유리 울을 포함하며, 유리 울은 미네랄 섬유를 포함하고 취입에 적합한 것인 단열 및/또는 방음 제품이며,
- 제품은 적어도 하나의 첨가제를 포함하고, 제품은 전체 첨가제(들)의 중량 퍼센트가 0.4% 내지 1.2% (경계값 포함), 특히 0.6% 내지 1% (경계값 포함), 우선적으로는 0.7 내지 0.9% (경계값 포함)이고,
- 제품은 4 L/분 내지 9 L/분의 마이크로네어(micronaire)를 갖는 것
을 특징으로 하는 제품. - 제1항에 있어서, 섬유의 부피-가중 중앙값 직경이 5 ㎛ 내지 15 ㎛ (경계값 포함), 특히 6 ㎛ 내지 12 ㎛ (경계값 포함), 우선적으로는 7 ㎛ 내지 10 ㎛ (경계값 포함)인 제품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유가 분포 수의 중앙값 섬유 길이에 대한 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이 사이의 비가 3 초과, 우선적으로는 4 초과이도록 하는 섬유 길이 집단 분포를 갖는 것인 제품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분포 수의 90번째 백분위수에 해당하는 섬유 길이가 엄밀하게는 1 mm 초과, 특히 엄밀하게는 1.5 mm 초과, 우선적으로 엄밀하게는 2.0 mm 초과인 제품.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 분포 수의 중앙값 섬유 길이가 2 mm 이하, 특히 1 mm 미만, 우선적으로는 300 ㎛ 내지 700 ㎛인 제품.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 100 kg.m-3 내지 180 kg.m-3 (경계값 포함), 특히 140 kg.m-3 내지 160 kg.m-3 (경계값 포함)의 밀도를 갖는 제품.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제(들)가 분진-방지 첨가제, 소수성 첨가제, 대전방지 첨가제 및 염료로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 것인 제품.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제(들)가 대전방지 첨가제를 포함하고, 대전방지 첨가제의 중량 퍼센트가 0.01% 내지 0.30% (경계값 포함), 특히 0.02% 내지 0.20% (경계값 포함), 우선적으로는 0.05% 내지 0.15% (경계값 포함)인 제품.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제(들)가 대전방지 첨가제를 포함하고, 대전방지 첨가제가 3급 암모늄, 4급 암모늄 및 폴리에틸렌 글리콜로부터 선택되는 것인 제품.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제(들)가 소수성 첨가제를 포함하고, 소수성 첨가제의 중량 퍼센트가 0.05% 내지 0.4% (경계값 포함)인 제품.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유의 수에 따른 섬유의 평균 길이가 0.5 mm 내지 1.5 mm (경계값 포함)인 제품.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 취입 후, 0.45 W.kg.K-1.m-4 내지 0.8 W.kg.K-1.m-4, 특히 0.5 W.kg.K-1.m-4 내지 0.75 W.kg.K-1.m-4의 열 성능 계수 χ를 가질 수 있는 제품.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 취입 후, 5 kg/㎥ 내지 18 kg/㎥ (경계값 포함), 특히 7 kg/㎥ 내지 12 kg/㎥ (경계값 포함), 우선적으로는 8.5 kg/㎥ 내지 11 kg/㎥ (경계값 포함)의 취입 밀도를 가질 수 있는 제품.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 함께 취해진 첨가제(들)가 섬유 상에 분무된 침착물을 형성하는 것인 제품.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제품을 취입함으로써 얻어지는 단열 및/또는 방음 코팅.
- 제15항에 있어서, 0.45 W.kg.K-1.m-4 내지 0.8 W.kg.K-1.m-4, 특히 0.5 W.kg.K-1.m-4 내지 0.75 W.kg.K-1.m-4의 열 성능 계수 χ를 갖는 단열 및/또는 방음 코팅.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 5 kg/㎥ 내지 18 kg/㎥ (경계값 포함), 특히 7 kg/㎥ 내지 12 kg/㎥ (경계값 포함), 우선적으로는 8.5 kg/㎥ 내지 11 kg/㎥ (경계값 포함)의 밀도를 갖는 단열 및/또는 방음 코팅.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 35 mW.m-1.K-1 내지 60 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 특히 40 mW.m-1.K-1 내지 55 mW.m-1.K-1 (경계값 포함), 우선적으로는 45 mW.m-1.K-1 내지 52 mW.m-1.K-1 (경계값 포함)의 열 전도도를 갖는 단열 및/또는 방음 코팅.
- 모든 첨가제(들)를 액체 경로에 의해 섬유 상에 분무하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제품의 제조 방법.
- 건물 장벽의 단열 및/또는 방음을 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제품의 용도.
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