KR970009655B1 - 광물섬유-기본 복합재 및 이를 제조 및 적용하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

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Description

광물섬유-기본 복합재 및 이를 제조 및 적용하기 위한 장치

제1도는 본 발명에 따른 복합재의 생산 라인의 도식도이고,

제2도는 제1도에서 도시된 카딩(carding)기의 상세도이며,

제3도는 열전도도를 밀도에 대해 전개한 곡선이고,

제4도는 공기 이동에 대한 비저항값을 밀도에 대해 나타낸 비교곡선이며,

제5도는 상대적 변형값을 가해진 응력에 대해 나타낸 비교곡선이다.

본 발명은 복합재 및 이의 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합재는 광물섬유, 특히 유리섬유를 기본으로 하며, 결합제를 함유하는 광물섬유 매트로 재구성시켜 수득된다. 이는, 예를 들어, 성형품을 수득하기 위한 기본물질(primitive)로서 제공된다.

조밀하거나 또는 반대로 매우 가벼운, 성형될 수 있는 성형품이 결합제를 포함하는 천연 또는 합성섬유를 기본으로 하는 기본물질을 성형하여 수득될 수 있음은 공지되어 있다. 천연섬유로서, 10μ을 초과하는 상단히 큰 평균 직경을 갖는 텍스타일 섬유가 사용될 수 있으나, 이들은 방음 및 단열면에서 매우 바람직하지 않다. 합성섬유 중에서, 광물섬유, 특히 가늘고 또한 극히 저렴한 비용으로 생산되는 유리섬유, 암석섬유(rock fiber) 또는 슬래그섬유 같은 소위 절연섬유가 특히 바람직하다.

프랑스공화국 특허원 제2 608 964호는, 예를 들어, 자동차 부품의 가스켓 같은 성형품을 수득하기 위한 유리섬유를 기본으로 하는 매트의 사용에 대해 기술하고 있다. 이 경우, 기본물질은 용융된 유리를 고속 원심분리하여 수득된 필라멘트를 기체에 의해 인취하여 수득되는 유리섬유 매트이 단편이다 : 수용액 형태의 유기 결합제가 분무된 섬유는 후드 내부와 결합된 무한 콘베이어 벨트상에서 수득되며; 이렇게 수득된 시트는 결합제가 중합되는 오븐에서 후에 성형하고, 이를 바람직한 치수로 절단하여 매트를 제조한다.

섬유를 인취시키기 위한 다른 공정, 즉 이른바 원심분리부재 공정 또는 기체가 고속으로 유동하는 두개의 고온고속 기체유동의 상호 작용 영역에 용융된 재료를 도입하는 공정이 사용될 수 있다. 그러나, 어떠한 섬유 인취 공정에 선택될지라도, 흡인하여 수집하며, 섬유는 밑으로 네가티브(negative)압의 챔버가 제공된 무한 벨트상에서 수집된다.

따라서, 적합한 섬유 인취 및 흡인 조건에서 작동시켜 부분적으로 개선할 수 있을지라도 이렇게 수득된 매트 또는 광물섬유는 항상 이방성(anisotropic)이며, 섬유는 바람직하게는 수평면 상태로 위치한다. 이로써 특정한 물리적 특성, 특히 인장강도의 이방성이 생기고, 그렇지 않으면 특히 제조된 펠트의 절연 능력면에서 몇몇 잇점을 제공하는 이방성이 생긴다.

밝혀진 다른 단점은 수용액 형태의 호제(size)로서 분무되는 수지가 제한적으로 선택된다는 것이다. 보호맥석을 제조하기 위하여 매트중의 결합제의 분포를 최적화하고, 특히 결합제에 의한 섬유의 우수한 습윤성을 수득하기 위해, 섬유가 축적되어 매트리스를 형성하기 전에 섬유 인취 후드에서 결합제를 분무하는 것이 바람직하다. 그러나, 섬유 인취 후드에서 제시된 온도 조건을 지배하고 발화의 모든 위험을 제거하기 위하여, 수용성 수지를 사용하는 것이 필수적이다. 이것은 대부분의 통상적인 열융화 또는 열경화 유형의 접착제를 배제시킨다. 일반적으로 말해서, 레졸 수지 유형의 페놀계 수지가 사용되는데, 이는 350℃를 초과하는 사용온도에서 파열된다고 공지되어 있으며, 이는 기본이 된 섬유에도 불구하고 예를 들어 500℃를 초과하는 손상 온도 없이 견딜 수 있는 생성물의 적용 가능성을 상당히 제한한다.

또한, 프랑스공화국 특허 제2 591 621호에는 역회전 브러쉬를 사용한 카딩 작동 또는 이에 더하여 회전 트레쉬(thresher)에 의해 바람직하게는 스트립으로 예비 절단된 펠트를 비팅(beating)하여 매트(또한 펠트로도 호칭)로부터 제조된 섬유질 생성물로부터 광물섬유 생성물을 재구성하는 방법이 기술되어 있다. 카딩후에 잔류하는 압력을 제거하기 위해 플레이크(flake)를 윕핑(whipping)하거나 공기 운반을 하는 것이 바람직하다. 제조된 플레이크는 통상적으로 그 자체로 사용된다. 사용되지 않는 다락방의 단열 또는 방음을 위해 플레이크를 바닦에 층으로 스프레딩하거나, 예를 들어, 내부벽의 제조에 있어서 동공 충전 재료로서 사용한다.

이러한 플레이크로부터 수득된 절연층은 통상적인 방법으로 수득된 블로운 울(blown wool)층보다 상당히 우수히 작용하나, 많은 점에서, 특히 열전도도에서 이들 층의 특성과 초기 매트의 특성 사이에는 상당한 차이점이 있다.

관찰된 온도 안정성의 악화는 플레이크의 성질로 설명할 수 있다. 사실, 섬유자체, 즉 결합제에 의해 함께 접착되지 않은 섬유는 천연적으로 볼의 형태로 결합하는 경향이 있다. 따라서, 결합된 이들 섬유를 어떠한 카딩 작동으로 해체시켜 온전한 섬유를 다시 수득하려는 시도를 하게 된다. 그러나, 유리섬유같은 광물섬유, 더욱이 암석섬유는 극도로 약해서 카딩이 섬유를 파괴하며 장시간 동안 작동하면 완전히 분말화될 것이다. 결론적으로, 프랑스공화국 특허 제2 591 621호에 기술된 것과 같은 “온화한”카딩 수단을 사용하여 작업하는 경향이 있으며, 이는 플레이크의 덜 양호한 개면을 갖는데, 이는 플레이크중 다수(최상의 경우, 둘중 대략 1개)가 주위에 소수의 단섬유가 드물게 방사상으로 존재하는 중앙노듈(nodule)로 구성되는 것을 의미한다. 노듈이 특히 조밀하므로, 노듈은 다량의 공기를 수용할 수 없으며 이는 섬유성 재료의 절연능력을 감소시킨다고 알려져 있다. 따라서, 제시된 절연율에 대해 생성물의 양이 증가할 필요가 있다.

이 커다란 단점 이외에도, 결합제가 액체상태이든지 분말형태의 고체상태이든지 간에 결합제로 이 노듈을 함침시키거나 “습윤”시키기가 매우 어려우며, 그래서 모세관 작용에 의한 노듈의 중심으로의 침투 경향이 거의 없다. 통상적으로, 대부분의 결합제가 중합후 색체를 띄게 되므로, 이러한 현상은 중합후 생성물의 외관에 반점을 생성시키고, 결합제로 합침되지 않은 노듈은 외관이 생성물의 나머지 부분과 같지 않게 된다.

한편, 이 과정의 잇점으로, 섬유제조 과정에 기인하는 어떠한 응력도 없는 온도 및 조건에서 플레이크가 재결합되기 전에 결합제를 가할 수 있다는 것을 주목해야한다. 또한, 중력에 의한 퇴적에 의해, 즉 섬유를 선택적인 배향으로 이끌지 않아서 더욱 등방성의 생성물을 만드는 조건에서 단순히 플레이크를 수집할 수 있다.

또는, 오스트레일리아 특허공부 제A-75 746/87호에는 생성물이 비록 식물성 또는 동물성 섬유와 같은 합침되기 어려운 섬유를 기본으로 할지라도, 균일하게 분포된 결합제를 함유하는 절연 섬유성 생성물을 수득하는 방법을 기술하고 있다. 이 과정(광물섬유에도 또한 적용될 수 있다)은 펠트를 카딩시켜 섬유로 분리하고, 다 분리한 후 기류로 섬유를 인취시켜 유동화시키고 섬유가 침전되기 전에 분리된 섬유상에 결합제를 분무하는 것으로 구성된다. 이 공보에서는 광물섬유용 특정 카딩 수단이 제시되지 않았으므로, 광물섬유는 이른바 텍스타일 유리섬유(다르게는 강화유리섬유로 언급), 즉 평균 직경이 10μ을 초과하는 자동 인취기를 사용하여 제조된 섬유로 이해 되어야 한다. 상기컨데, 소위 절연섬유는 평균 직경이 6μ이하, 일반적으로 3μ정도이다. 또한, 이른바 텍스타일 섬유는 특히 카딩중의 이의 거동의 관점에서 절연섬유와 완전히 다른 천연섬유같은 트레드(thread)로 항상 분류된다. 또한, 이 기술은 섬유의공기 운반을 요구하는데 이는 생성된 기류를 제거해야 하는 문제점을 발생시키며 상술한 바와 같은 이방성 생성물을 생성시키는 흡인 챔버가 필요하게 만든다.

본 발명의 목적은 절연 광물섬유로 매트 또는 펠트를 개구성하여 수득되고, 초기 펠트를 수득하기 위해 사용된 방법과는 독립적으로 선택된, 후속적으로 활성화될 수 있는 결합제를 포함하는 광물섬유를 기본으로 하는 복합재이며, 이의 열적성능은(동일한 생성물 매스와 비교시에) 적어도 초기 펠트의 93%와 동일하다. 본 발명에 따른 복합재는 후속적 활성화 결합제를 가한 플레이크로부터 제조되는데, 플레이크는 절연 광물섬유를 기본으로 하는 펠트를 세단(shredding)하여 수득되고 플레이크의 10%미만이 생성물의 나머지 부분보다 재활성화 결합제에 의한 함침 정도가 더 낮은 평균 직경이 7mm 미만인 조밀한 노듈을 포함한다.

이 정의로부터, 펠트가 섬유가 실질적으로 모두 분리되므로써, 섬유가 섬유 형성시의 경우처럼 실질적으로 모두 단일 상태로 있는 단계로 환원되는 방식으로 세단되기 때문에, 용어 플레이크는 실제로 오용되고 있음이 판명된다.

이를 위해, 플레이크는 콤(comb)에 의해 청소되는 연성강모를 갖는 단일 브러쉬로 구성되는 카딩기에 의해 세단되는 펠트로부터 광물섬유로 제조된다. 선행 기술의 공지된 수단과 비교하여, 놀랄만큼 우수한 결과를 제공하는 극도로 단순화된 장치로 작동할 수 있다. 역회전 브러쉬를 갖춘 카딩기[참조 : 프랑스공화국 특허 제2,591,621호]가 플레이크를 생성시키고 이의 반은 조밀한 노듈을 구성한다(이것은 플레이크가 강모사이에 존재하는 시간을 연장시켜 섬유가 분말화하는 결점을 개선시킬 수 없다).

플레이크 이외에도, 본 발명에 따른 복합재는 후속적으로 활성화될 수 있는 결합제를 함유한다. 사용자에 의해 조절되는 시간은, 생산라인상의 하류에서 즉시 중합이 수행되는 경우 단지 수초일 수도 있고, 또는 반대로 특히 재구성된 생성물이 조형품으로 성형되는 성형품을 수득하기 위한 기본물질로서 사용될 때 수일 내지 수개월이다.

시간의 길이는 물론 사용된 결합제의 형태, 작용이 주위 온도에서 일어나지 않거나 단지 서서히 발생하는 수지만을 함유하는 생성물의 중간적 저장에 의존한다. 이 경우 분말 형태로 열용융성 또는 열경화성 수지를 섬유에 가한다. 예를 들어, 노볼락 페놀-포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 실리콘, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 언급할 수 있다.

어떠한 경우이든, 수지를 섬유-제조 설비로부터 떨어진 냉섬유상에 가할 수 있다는 사실은 결합제(수지 또는 무기 결합제)에 대한 선택에 완전한 자유를 제공한다.

액체 형태에서, 결합제를 카딩 작동중에 섬유상에 분무하는지 또는 후에 분무하는지 하는 것은 중요하지 않다. 분말 형태에서, 결합제는 카딩후에 가하는 것이 바람직하며, 결합제는 최적분포를 위해 기체중에 현탁시킨다.

플레이크는 추가 흡인없이 단순히 중력 퇴적에 의해 바람직하게 수집된다. 이렇게 재구성된 생성물은 섬유-제조 후드하에서 직접 수득된 표준 생성물보다 훨씬 더 등방성이고, 이것은 조형품으로 성형시켜 후속적으로 상당히 높은 응력을 적용시키는 성형품을 제조하는 경우에 특히 유리하나, 물론 플레이크를 벌크상태로 사용하는 경우는 제외된다.

본 발명의 다른 세부 사항 및 유리한 특성은 도면을 참조로 하기에 기술한다.

본 발명에 따른 복합재는 제1도에 집약적으로 도시한 바와 같이 제조한다. 표준 펜트라고도 부르는 초기 펠트(1) 또는 펠트(2)는 광물섬유의 펠트이다. 예를 들어, 유리 울 펠트를 사용할 수 있으며, 용융 유리를 고속 회전되는 원심분리 덱(deck)으로 도입하고, 이를 덱의 벽에 뚫린 일련의 구멍을 통해 필라멘트 형태로 배출시키고 필라멘트를, 덱의 주위를 가열함으로써 생성된 고속 고온 기체 기류로 섬유의 형태로 인취시키는 방법으로 섬유를 수득한다. 사용된 유리 및 기체 온도, 압력 및 속도 조건은, 예를 들어, 유럽 특허제EP-91866호에 기술된 것이다. 섬유를 수집 장치에서 수집하기 전에 호제를 섬유상에 분무하는 것이 유리하다. 호제는 건조 중량의 55%의 레졸수지 및 방진제로서 작용하는 실란을 함유하는 포르모-페놀계 수지 10% 수용액이 바람직하다. 예를 들어, 밀도가 11kg/m³이고, 내열도가 2m℃/watt이며, 공기 이동에 대한 비저항(저항은 유리섬유 퇴적면에 대해 수직으로 측정된다)이 6.4Rayls/cm인 펠트를 사용한다. 롤 형태로 한정된 펠트는 본원에서 제시하지 않은 실감개(spool)상에 장치된다.

제2도에 더욱 정밀하게 도시한 바와 같이, 카딩기는 실린더(2) 및 생성물이 개선되는 반대편 실린더(3)를 사용하여 유지한다. 펠트(1)는 절단없이 실린더(2) 및 (3) 사이에서 간순히 압축되는데, 이것은 이들 작동을 위한 장치를 단순화한다. 유리하게도, 이를 두 실린더는 또한 펠트를 약간 보유하여 펠트를 유지하는 것을 돕는다.

케이싱(casing)에 의해 둘러싸인 카딩기(4)는 단일 브러쉬(5)에 의해 유리하게 구성된다. 이 브러쉬는, 예를 들어, 외부 직경이 300mm이고, 미세한 강모(6)를 갖추고 있고 어느 정도의 유연성을 가능하게 하는 충분한 자유높이(이 경우 45mm)로 장치된다. 이들 강모는 직경이 약 0.5mm이고 물결모양이 바람직하다. 본 발명에 따른 강모는 금속이 바람직하며 경화강철을 사용할 경우 가장 좋은 결과가 수득된다. 금속의 선택은 합성물질(예 : 폴리아미드)의 강모가 유리에 의한 마모로 인한 공격을 더 잘 견딘다고 공지되어 있는 것을 감안하면 놀라운 것이다. 합성물질로 된, 따라서 직경이 1mm를 초과해야 한다는 특정 기술적 제한이 필수적인 강모는 카딩 작동중 과도하게 뜨거워지며 따라서, 절대 조건에서 덜 내성적이나 더 미새한 강모보다 더욱더 빨리 마멸되는 것이 본 발명에 따라 밝혀졌다. 또한, 미세한 강모를 사용하면 분리될 섬유의 치수에 대해 사용되는 절단기의 치수가 더 잘 맞는다.

긍정적인 면에서, 이와 같은 미세한 금속 강모 브러쉬는 강모의 수가 다수일 수 있게 하고, 펠트를 광물 섬유로 가공하는 시간이 연장되어 이의 변질이 강조되는 단점이 있는 반대편 브러쉬의 필요성을 제거한다. 강모는 브러쉬의 작은 부분을 망라하여 전체적으로 세단할 수 있더라도 각 강모의 독립적인 작용을 억제하는 값에 도달하지는 않을 정도로 충분히 조밀해야 한다. 실제로, 브러쉬 바깥 둘레를 둘러싸는 강모들이 서로 2 내지 5mm 정도 떨어져 있는 것이 바람직하며, 직경이 300mm인 브러쉬에서 약 1500개의 강모, 즉 3.5mm의 간격으로 한개씩의 강모가 있는 경우에 최상의 결과가 수득된다.

기계에 밀도 11kg/m²의 펠트가 공급될 때 브러쉬 회전속도는, 예를 들어, 1분당 약 1,000회전이다.

브러쉬를 청소하기 위해, 플레이트(8)상에 장치된 포인트(point), 바람직하게는 매우 미세하고 끝이 매우 뾰족한 포인트로 구성되는 단순한 콩(7)을 사용한다. 이들 포인트는 2mm의 깊이로 브러쉬를 관통하는 팁(tip)의 직경이 0.2mm 미만인 금속 바늘이며, 이 깊이는 메카니즘(9)을 조절하는 위치에 따라 변화될 수 있다.

카딩후에, 플레이크는 중력에 의해 퇴적되며 공기에 의해 운반되지 않고 폐쇄 챔버(10)에 수집된다. 이 공기 운반은 배기시 플레이크의 선택적 배향을 캐리어 기체의 방향과 수평하게 하는 단점이 있으며, 또한 생성물 비용 단가를 현저히 증가시킨다. 정전기로 인한 플레이크의 퇴적을 피하기 위해 폐쇄 수집 챔버(10)는 완전히 플래스틱 재료로 된 것이 바람직하다.

수득된 플레이크를 현미경으로 관찰하면 초기 펠트섬유는 길이가 약 10㎝인 반면, 수득된 플레이크는 길이가 대략 2㎝로 비교적 긴 섬유로 구성됨을 알 수 있다 : 이것은 물론 크기가 감소된 샘플을 측정하여 수득한 평균값이고, 진짜 측정은 특히 까다롭다. 이러한 더 짧은 섬유는 충 형성 문제를 덜 갖는 반면, 다량의 공기를 포획하기에 충분할 정도로 오래 잔류한다 또한, 이들 섬유는 극도로 균일하게 분포되며, 플레이크중 10%미만이 직경이 7mm 미만인 조밀한 중심 노듈 또는 그물 형태를 갖는다.

이에 근거하면, 섬유가 초기 펠트가 제조되는 때보다 더욱 단일한 상태에 있는 것 같다. 이 예상치못한 상태는 전적으로 사이징시킬 의도로 초기 펠트용 호제로서 사용되어, 이후에 섬유들 사이의 윤활제로서 작용하고 또한 후에 생성물이 이의 두께를 회복하는 능력을 증가시키기 위한 특성인 섬유분리를 촉진시키는 초기 펠트용 호제로서 사용되는 결합제의 존재에 기인하는 것으로 생각된다.

본 발명의 다른 면은 결합제의 첨가이다; 펌프(11 및 12)를 사용하여 결합제를 투입한 후, 결합제는 튜브(13)를 통해 섬유까지 운반된다. 일반적으로, 액체 형태의 결합제는 카딩기가 막힐 가능성을 피하기 위해 카딩기가 설치된 점에서 분무되지만, 덜 “습윤성”인 분말 형태의 결합제는 카딩기 안의 섬유상에 분무된다. 그러나 상술한 바와 같이, 이는 단지 일반직인 경향일 뿐이고 사용되는 각각의 결합제에 대해 보다 엄밀한 문제가 발생된다. 반면, 본 발명에 따라 수득된 과도한 개면 상태의 플레이크는 카딩후에도 결합제의 매우 균질한 분포를 가능하게 함을 주목해야 한다.

섬유는 카딩후도(10)를 폐쇄시키는 수집매드(14)상에 퇴적된다. 제1도에 도시한 바와 같이, 후드(10)는 시스템을 완전히 폐쇄하며, 이는 물질 수율을 약 100%로 되게 한다. 후드를 떠난 매트리스는 칼렌다(15)를 통과해 바람직한 두께로 되고, 생성물은 결합제(예를 들어, 생성물이 열용융 형태인 경우 결합제 융용 오븐속의 결합제)가 세팅되도록 열풍이 순환되는 팸버(16)로 들어간다. 이와 동시에 또는 이 작동 후에, 최종 생성물을 수득하기 위해 필요한 다양한 절단작동(17)이 수행된다.

본 발명에 따른 방법의 다른 특히 유용한 응용은 기본물질을 성형시키는 것이며, 이 경우 생성물은 성형작업동안 칼렌다를 통과한 후 직접 패키지(package)되고 결합제는 나중에 성형 작업동안에 세팅된다.

매우 다양한 양의 결합제를 사용하여 생성물이 제조된다. 핫 프레스를 사용하여 성형되는 생성물을 위한 기본물질용의 열-활성 결합제의 경우 10 내지 15%의 매우 낮은 결합제 퍼센트로 시험을 수행한다. 다른 상한 범위로서, 물을 가하여 활성화할 수 있는 무기 결합제 70%이상을 포함하는 복합재를 또한 제조한다.

실시예에서 성형품의 기본 물질로서 각각 정전사출(electrostatic projection)에 의한 도료 제조용 슬러리를 구성하는 에폭시-유형의 결합제 30%, 폴리프로필렌 50% 및 페놀을 함유한 결합제(베이클라이트; bakelite) 17%를 함유하는 a), b) 및 c) 3종의 생성물을 수득한 바와 같이, 결합제의 비율은 제품의 총량에 따라 달라질 수 있다. 건조 성형품 기본물질은 고온압착시키기 전에 필요한 만큼 유지시킬 수 있다. 다음에 파단력의 수치(MPa)와 굴곡 탄성률(GPa)을 상이한 부피용량(kg/m³)에 대해 표준 NF-B-51224 방법으로 측정해야 한다. 비교를 위한 일련의 4개의 측정이, 18%의 페놀수지를 포함하고 습식법에 따라 제조되고 통상적으로 성형된 생성물에 대해 수행된다. 결과는 하기 표에 나타내었다.

생성물 a, c 및 d에 대한 측정치는 사실상 동일하다. 본 발명에 따른 방법으로 섬유 제조단계 및 독립적인 성형단계를 수행하여, 두개의 상이한 과정을 거친 생성물에 의한 매우 정교한 제품과 비교가 될만한 최종적인 생성물을 수득하게 되었다.

본 발명에 따른 그 밖의 양태의 장치는 섬유 재처리 장치이다. 사실상, 유리 직물섬유의 절연제품을 펠트 슬러리로 만드는 방법은 이미 공지된 것이다. 상기 언급한 직물섬유는 통상적으로 섬유공업에서 사용되는 카더(carder)를 사용하여 펠트를 솔질하여 회수한 것이다. 상기 언급한 절연섬유에 기초한 펠트는 본 발명을 통하여 생성된 펠트와 같은 것은 포함하지 않는다. 왜냐하면 카더는 섬유를 취성에 매우 큰 분말로 변형시키기 때문이다. 본 발명에 따라, 카더를 사용하여 절연섬유를 직물섬유의 한 부분으로 대체하는 것은 가능하다. 특별한 어려움 없이, 25kg/m 의 밀도당 1.2kg/m 로 재생된 펠트를 제조하는 데 성공하였다. 본 발명에 따른 상기 펠트는 “플레이크”12%, 유리 직물섬유 74%, 페놀 결합제 14%로 구성되어 있다. 재구성 절연제품의 요건을 충족시키기에 불충분한 경우에는, 절연 광물섬유의 비율을 특히 20 내지 25% 범위내에서 경우에 따라 증가시킬 수 있다.

첨부된 3개의 곡선에 대한 연구는 본 발명에 따른 생성물의 성능을 특히 강조한다.

3개의 곡선중 첫번째 곡선(제3도)은 제조된 생성물(섬유 및 결합제)의 측정된 mW/m˚K로 표시되는 열전도도(λ)를 밀도에 대해 도시한 것이다. 이 곡선은 생성물의 절연 능력에 직접 관계되며 열전도도는 생성물의 내열성에 대한 이의 두께의 비율로서 정의된다. 곡선 A는 상술한 기체-인취된 원심분리 과정에 의해 수득된 표준 생성물의 특징적 곡선이고 섬유의 섬도는 5g에 대해 3μ값으로 특징된다. μ값 F는 표준화된 방법으로 고정된 안정한 압력 조건에서 방출된 기류가 5g의 매우 압착된 섬유 샘플을 횡단한 후에 측정된 가스 발생량으로서 정의된다. 그러므로, μ값은 유리 섬유에 의한 기류 방해를 나타내며, 따라서 섬유 섬도의 지표이다. 5g에 대해 3과 같은 μ값은 극히 가는 유리 섬유의 지표이다.

곡선 B는 본 발명에 따라 재구성된 생성물에 대해 수득한 것인 반면, 곡선 C 및 D는 각각 프랑스공화국 특허 제2 591 621호에 따라 수득된 재구성된 생성물 및 통상적 방법으로 수득된 블로운 유리 울에 대해 수득한 곡선이다. 이 4개의 곡선을 비교하여 보면 동등한 절연(예를 들어, λ =40mW/m˚K)을 위해, 본 발명에 따른 생성물은 약 1의 밀도가 더 필요(약 6.6%더 많은 생성물)한 반면, 프랑스공화국 특허 제2 591 621호에 따른 생성물은 2의 밀도가 더 필요(약 13% 더 많은 생성물)하고 통상적인 생성물은 비교용 절연을 위해 50%를 초과하는 추가의 생성물이 필요하다. 또한, 곡선 A 및 B는 실제로 평행하고, 결론적으로 초기 생성물(곡선 A) 및 본 발명에 따라 재구성된 생성물의 차이는 관계된 전 밀도 범위에서 5 내지 7%사이임을 주목해야 한다. 달리 말하면, 본 발명에 따른 복합재는 실제로 주목할만한 질적 저하없이 표준 생성물을 매우 쉽게 치환할 수 있다. 매우 가벼운 생성물(통상적으로 10kg/m )을 제조할 수 있는 반면, 블로운 섬유 생성물은 항상 15kg/m 의 밀도를 초과하며(이 경우 표준 펠트와 비교하여 절연능력이 매우 낮다), 프랑스공화국 특허 제2 591 621호에 따른 생성물의 경우 약 12 내지 13kg/m 이 하한선이다.

이 첫번째 시험으로 본 발명에 따라 재구성된 생성물이 이의 제조에 제공되는 초기 생성물의 절연 능력과 매우 유사함을 알 수 있다. 또한, 플레이크를 수득하고 수집하는 방법은 재료의 이방성을 매우 크게 감소시킨다. 이는 생성물의 상이한 밀도들에 대해 공기의 생성물 통과시 측정된 비저항값에 의해 증명된다. 매우 작은 크기의 상기 매우 압착된 모든 샘플에 대해 행해진 μ값의 측정과는 반대로, 공기 이동에 대한 비저항의 측정은 생성물중의 섬유의 배열 및 특히 이의 배향을 더욱 우수하게 특정짓는다. 이 시험은 실제 생성물 및 20×20㎝ 치수의 샘플에 대해 수행하며, 따라서, 공기 이동에 대한 비저항은 최종 생성물의 특징이고, μ값은 섬유지표의 데이타이다.

결과를〔Rayl/cmRs〕로 표현한 측정을 제5도에 나타내며 섬유 퇴적면에 대한 수평면(평행 비저항 또는 Rs//) 및 이에 대한 수직면(수직 비저항 또는 R)에서 수행한 것이다. 생성물이 완전히 등방성인 경우, 수직 및 수평 저항 곡선은 동일한 반면; 섬유가 이들면중 하나에 평행하게 선택적으로 배향되는 경우, 공기는 섬유에 대해 평행한 회랑(corridors)으로 생성물을 통과하는 반면, 섬유에 수직인 경우, 공기는 전체적으로 섬유 주위를 순회해야 한다. 곡선(21) 및 (22)는 상기에 정의된 표준생성물로부터 수득한 것이다. 제시된 밀도에서, 평행 비저항은 수직 비저항보다 작다. 본 발명에 따라 재구성된 생성물에서, 평행 비저항 곡선(24)은 실제로 표준 생성물 곡선(22)과 동일하나; 수직 비저항 곡선(23)은 약간 열등하다. 이는 생성물의 절연능력의 약화를 설명하나(열전도도 곡선 참조) 또한 생성물의 이방성이 감소됨을 보여준다.

이러한 이방성의 감소 정도는 생성물에 가해진 압력(kN/m )은 X축을 따라, 상응하는 상대적 변형은 y축을 따라 도시한 제5도의 곡선에 의해 특히 강조된다.

곡선(31)은 표준 생성물에 상응하며, 상기 정의된 의미에서, 표준 생성물의 밀도는 45kg/m 이다. 개시 시점에서 실질적으로 수직이며, 이는 작은 응력에 대해서도 상대적 번형율이 크게 증가됨을 나타내고, 응력이 높아짐에 따라 곡선이 약간 안쪽으로 휘어지나 항상 오목하게 유지된다. 18kg/m 의 응력에 대한 상대적 변형율은 50%이다.

동일한 밀도의 본 발명에 따른 생성물에서, 첫번째 예인곡선(32)은 비교적 평평하고, 즉 상대적 변형률이 가해진 응력에 비해 보다 덜 급격히 증가한다. 이는 늘어질 수 있는 수직섬유가 존재하는 사실에 상응하고, 반면 수평면에서의 상대적 변형은 응력 형향하에서 섬유자체가 변형되는 직접적인 결과이다.

수직섬유가 휘어지는 시점에 사응하는 응력값에 일단 도달하면 상대적 변형 곡선은 표준 생성물의 곡선과 같아지나 0이 아닌 초기값에서 시작한다. 제시된 상태적 변형에서, 가해진 응력은 재구성된 생성물에 대한 압력보다 약 12kN/m 이 높음에 주목한다.

이들 상이한 시험들은 본 발명의 조건에서 실행되는 카딩 작동으로 단열면에서 성능이 매우 좋은 생성물이 재구성될 수 있어서 귀중한 기계적 특성을 제공할 수 있음을 강조한다.

Claims (10)

1. 결합제가 후속적으로 재활성화되고 플레이크의 10% 미만이 조밀한 노듈(nodule)을 포함하여 노듈의 직경은 7mm 미만임을 특징으로 하는, 절연 광물섬유를 기본으로 하는 펠트를 세단(shredding)하여 수득된, 결합제 첨가된 플레이크로 제조된 복합재.
2. 제1항에 있어서, 결합제가 열경화성 또는 열용융성임을 특징으로하는 복합재.
3. 펠트 공급 유니트, 연성 강모 및 콤(comb)을 갖춘 브러쉬를 포함하는, 절연 광물섬유의 펠트용 카딩장치.
4. 제3항에 있어서, 브러쉬가 금속 강모를 갖춤을 특징으로 하는 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 강모의 직경이 약 0.5mm임을 특징으로 하는 장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 브러쉬 바깥 둘레를 둘러싸는 강모들 사이의 간격이 2 내지 5mm임을 특징으로 하는 장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 강모가 물결형태임을 특징으로 하는 장치.
8. 제3항 또는 4항에 있어서, 펠트 유지 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
9. 제3항 또는 제4항에 있어서, 액체 또는 분말형태의 결합제를 공급하는 결합제 공급 유니트를 포함함을 특징으로 하는 장치.
10. 조형품으로 형성되는 성형품을 제조하기 위한, 제1항 또는 제2항에 따른 복합재의 용도.

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