MX2008000476A

MX2008000476A - Producto de aislamiento de vidrio, fibrilado, rotatorio, delgado y procesado para producir el mismo.

Info

Publication number: MX2008000476A
Application number: MX2008000476A
Authority: MX
Inventors: Edward A Martine; Jacob Chacko; Robert P Collier
Original assignee: Owens Corning Intellectual Cap
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-03-14
Also published as: CA2613967C; CA2613967A1; CN101218186B; US20070014995A1; CA2908277A1; EP1904414A2; BRPI0612501A2; US8650913B2; US20100151223A1; MX344942B; KR20080084914A; WO2007008412A3; US20140113125A1; CN104313787A; CN101218186A; CN104313787B; WO2007008412A2; US20100147032A1; US9133571B2

Abstract

Se proporciona un producto de aislamiento (100) de vidrio en agujas, de fibras de vidrio, rotatorio, La formacion del producto de aislamiento en agujas puede ser conducida por un proceso en linea continuo, en el cual las fibras son formadas rotatoriamente, se rocia un aglutinante (20) sobre las fibras calientes, estas fibras se recogen sobre un transportador (45) y se forman en un paquete (40) de fibras de vidrio, este paquete de fibras de vidrio se pasa a traves de un horno (50) y la cubierta de aislamiento curada se pasa a traves del aparato (95) que forma agujas, El producto de aislamiento en agujas puede tener un espesor menor de aproximadamente 1.905 cm. La reduccion en espesor y la densidad aumentada, causada por el proceso que forma aguijas, permite la produccion de productos de espesor menor y un aislamiento final de mayor densidad. Los productos de aislamiento delgado, obtenidos de acuerdo con la presente invencion, pueden ser fabricados usando las lineas de fabricacion actuales, ahorrando asi tiempo y dinero. El producto de aislamiento en agujas puede ser utilizado en lo aparatos domesticos, calentadores del agua y el equipo HVAC.

Description

PRODUCTO DE AISLAMIENTO DE VIDRIO, FIBRILADO, ROTATORIO, DELGADO Y PROCESO PARA PRODUCIR EL MISMO CAMPO TÉCNICO Y APLICABILIDAD INDUSTRIAL DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, generalmente, a aislamiento de fibra de vidrio y, más particularmente, a un producto de aislamiento de vidrio, en fibras rotatorias aglutinadas, en agujas, el cual tiene un espesor reducido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las fibras convencionales son útiles en una variedad de aplicaciones, que incluyen refuerzos, textiles y materiales de aislamiento acústico y térmico. Las fibras se pueden formar de materiales orgánicos fundidos, tal como polímeros, o de materiales inorgánicos, tal como el vidrio. Las fibras rectas cortas típicas de materiales de aislamiento convencionales, térmicos y acústicos, se obtienen por técnicas de fibrilar rotatorias y se interconectan por aglutinantes. En tales técnicas, un material de vidrio fundido se entrega a una hilador. Las fibras producidas por el hilador rotatorio se estiran hacia abajo hacia un transportador por un soplador. Conforme las fibras de mueven hacia abajo el aglutinante es rociado sobre las fibras y las fibras se recogen dentro de una cubierta continua, de gran altura sobre el transportador. La cubierta es pasada a través de un horno de curación y el aglutinante se cura para endurecer la cubierta a un espesor deseado. Debido a esta combinación de propiedades térmicas, acústicas y mecánicas, y el bajo costo, las fibras de vidrio rotatorias es el aislamiento preferido de muchas aplicaciones, que incluyen el equipo HVAC, calentadores de agua, vigilantes y otros aparatos domésticos, donde el espesor requerido es mayor de 2.54 cm. En la mayoría de los calentadores de agua convencionales, que queman gas, la admisión de aire para la cámara de combustión y la cámara de combustión que contiene el quemador, para calentar el tanque de agua, se ubican en o cerca del nivel del piso. Sin embargo, en algunas circunstancias, los líguidos inflamable, tal como la gasolina, queroseno, pinturas a base de solvente orgánico y suministros de limpieza, pueden ser colocados cerca del calentador de agua por gas. Los vapores de estos líguidos combustibles pueden acumularse sobre el piso del cuarto y algunos vapores pueden ser llevados dentro de la cámara de combustión y encenderse por la llama piloto o la llama dentro de la cámara de combustión, causando un retroceso de la llama, Las llamas puede ser diseminadas al exterior desde el calentador de agua ay encender cualquier material inflamable dentro de una ruta.. Como resultado de tal ocurrencia de incendios por el calentador de agua, muchas normas de seguridad requiere que el flujo de aire que entra a los calentadores de agua por gas, sean ubicados alrededor de 45.72 cm o más arriba del piso, para educir o prevenir la admisión de vapores combustibles dentro de la cámara de combustión. Ejemplos específicos de intentos para elevar la admisión del flujo de aire arriba del piso se señalan abajo. La patente U.S., No. 4.940.042 de Moore, Jr et al., la cual describe un sistema de ventilación directa para un calentador de agua al interior, que ventila la cámara de combustión del calentador de agua directamente con a atmósfera al exterior. Un ensamble de conducto se extiende desde un extremo al interior adjunto al calentador de agua (tal como a la parte superior) a un extremo al exterior en comunicación con la atmósfera externa. El ensamble del conducto es externo al calentador de agua. El conducto proporciona la entrada continua del aire de combustión y el las cámaras impelentes de salida del gas de humero, para aislar la cámara de combustión del calentador de agua, desde el aire del cuarto interno.

La patente U.S. No. 5,697,330 de Yetman et al., la cual describe un calentador de agua ventilado de energía, que incluye un ventilador inductor de tiro adjunto al extremo superior del tanque de almacenamiento del calentador de agua por medio de un adaptador de plástico moldeado. El adaptador de plástico externo moldeado tiene una entrada para recibir gas caliente desde la cámara de combustión y el aire externo de enfriamiento y una salida para descargar el gas recibido. Un tubo de descarga del gas de combustión se conecta a la salida del ventilador, y un tubo de admisión de aire, que tiene una primera porción conectada a la pata de salida del adaptador, para entregar gas de combustión y una segunda porción acoplada a la entrega del quemador para entregar el aire de combustión a ,1o largo con el combustible gaseoso. La patente U.S.. No. 6,058,892 de Haak II, la cual describe un control del flujo de aire y un aparato de guía para unirse al calentador de agua por gas, para restringir la entrada de gases a nivel del piso dentro del calentador de agua. El aparato de control de flujo del are incluye una faldilla para rodear la base del calentador de agua y un tubo de admisión del aire externo adjunto a la faldilla para transportar el aire de entrada a la cámara de combustión. El tubo de admisión de aire está preferiblemente ubicado cuando menos 91.44 cm desde el piso, o a la mitad arriba del calentador de agua. La Publicación de Patente U.S.. No. 2002/0134322 de Dolan, la cual describe un dispositivo de seguridad para revenir el encendido de los vapores inflamables por las llamas abiertas dentro de un calentador de agua que quema gas. En una modalidad de la invención, la cámara de combustión encierra en una faldilla de barrera y un "respirador" externo se adjunta al costado del calentador de agua, de modo gue la admisión de aire sea arriba del piso. El respirador tiene preferiblemente una longitud de 46 cm- Aunque tales sistemas de la técnica anterior tienen cada cual un dispositivo o aparato para mover la admisión de aire arriba del piso, los sistemas requieren equipo adicional, tal como tubos, ventiladores, adaptadores y similares, que se colocan al exterior del calentador de agua. No sólo hace que el equipo eleve el costo general del calentador de agua, sino crea un calentador de agua gue requiere una cantidad mayor de espacio de almacenamiento. En ciertas aplicaciones, un producto más delgado de aislamiento es conveniente o requerido. En estas aplicaciones particulares, la fibra de vidrio rotatoria formada no se usa típicamente, debido a que sin modificaciones costosas a la línea de fabricación de fibrilación rotatoria, la cubierta de aislamiento de fibra de vidrio rotatoria no puede ser controlada a un espesor debajo de 2.54 cm. Con el fin de producir un producto de aislamiento menor de aproximadamente 2.54 cm y especialmente menor de 1.27 cm de espesor., un aislamiento más costoso, tal como un aislamiento de vidrio E, en agujas o atenuado en la llama, es usado típicamente. El punzado de agujas o "formación por agujas" es un método comúnmente usado para unir cubiertas no tejidas, cardadas o tendidas al aire, sin el uso de aglutinantes químicos. En el proceso de punzado de agujas, agujas con púas son pasadas dentro y fuera de las cubiertas para enmarañar las fibras. Sin embargo, la formación por agujas de una cubierta cardada o tendida al aire de fibras de vidrio rotatorias es difícil, debido a que el proceso de cardado o tendido al aire rompe las fibras en longitudes cortas, que son insuficientes para la unión mecánica. Como resultado, un segundo tipo de fibras, tal como de vidrio E, poliéster, nylon, o aramida, es agregado convencionalmente a las fibras de vidrio rotatorias. Estas fibras adicionales agregan un costo significante al producto final, ya que las segundas fibras con más costosas que las fibras de vidrio rotatorias. Así, existe la necesidad en la técnica de un producto de aislamiento de fibras de vidrio rotatorias, delgadas, gue sea barato de fabricar, que se pueda formar usando las líneas de fabricación existentes y gue pueda ser usado en aplicaciones donde se desea un aislamiento delgado. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la presente invención proporcionar un producto de aislamiento de fibra de vidrio rotatoria, en agujas, que tenga un espesor reducido. El producto de aislamiento se forma de fibras de vidrio rotatorias, de un solo componente, recubiertas, al menos parcialmente, con un aglutinante. Aglutinantes adecuados incluyen un aglutinante de fenol-formaldehído, un aglutinante de urea-formaldehído, aglutinante basado en policarboxílico, un aglutinante de glicerol del ácido poliacrílico (PAG) o una trietanolamina del ácido poliacrílico (aglutinante PAT) . Preferiblemente, el aglutinante es convenientemente una composición de aglutinante de formaldehído bajo o libre de formaldehído, Las fibras de vidrio pueden tener un diámetro de aproximadamente 2 a 9 mieras y una longitud de aproximadamente 0635 cm hasta 10.1 cm. El diámetro pequeño de las fibras de vidrio y la formación de agujas del aislamiento, como se describe abajo, ayudan a dar al producto de aislamiento final un tacto suave y flexibilidad. Además, el producto de aislamiento de formación de agujas puede tener un espesor promedio general comprimido de alrededor de 0.254 cm hasta 1.905 cm, preferiblemente de alrededor de 0.635 cm hasta 1,27 cm y una densidad de aproximadamente 1 pcf (16.02 kg/m3 hasta 10 pcf 160.2 kg/m3, preferiblemente de 3 pcf (48.06 kg/cm3 hasta 5 pcf (90.09 kg/m3. El producto de aislamiento fibrilado, rotatorio, en agujas, es útil en una variedad de aplicaciones térmicas y acústicas, tal como el aislamiento de aparatos, equipo HVAC, calentadores de agua y paneles acústicos. Es otro objeto de la invención proporcionar un método para formar un producto de aislamiento de fibra notoria, en agujas, que tiene un espesor de 1.905 cm o menos, preferiblemente menor de aproximadamente 1.27 cm. El producto de aislamiento puede ser formado en un proceso en línea continuo en el cual se forman fibras de vidrio rotatorias de un solo componente, un aglutinante se rocía sobre las fibras calientes y las fibras recubiertas con aglutinante son recogidas sobre un transportador y formadas en un paquete de aislamiento. Este paquete de aislamiento es recogido sobre un transportador y formado en un paquete de aislamiento. El paquete de aislamiento luego se pasa a través de un horno de curación para cuasar el aglutinante y formar una cubierta de aislamiento. Para reducir el espesor de la cubierta de aislamiento y aumentar la densidad, esta cubierta de aislamiento se pasa a través del aparato formador de agujas. El espesor y la densidad del producto de aislamiento final pueden ser controlados controlando cuan rápido se mueve la cubierta de aislamiento a través del aparato de aguja, las carreras por minuto del aparato de aguja, el número y tipo de agujas usadas y/o el grado de penetración de las agujas en la cubierta de aislamiento. El producto de aislamiento de fibra de vidrio delgada en agujas, puede ser rodado sobre una fileta por un dispositivo de enrollado para transportarlo o para el almacenamiento para su uso en un tiempo después. Alternativamente el producto de aislamiento en agujas puede ser alimentado directamente a una prensa de troguel, cortado en piezas individuales, que tienen un tamaño y/o configuración predeterminados, y empacado. Otro objeto de la presente invenció es un calentador de agua que utiliza el producto de aislamiento de fibra rotatoria de vidrio de la presente invención. El calentador de agua contiene admisiones del flujo de aire, que penetran las paredes externas del calentador de agua, para permitir aire externo al calentado de agua dentro de este calentador de agua y dentro de la cámara de combustión. Un pasaje del flujo de aire, se coloca a lo largo del borde externo del calentador de agua, entre la pared externa del calentador de agua y el producto de aislamiento de vidrio rotatorio de la presente invención. El espesor reducido, provisto por el producto de aislamiento de vidrio rotatorio habilita la formación de pasajes del flujo del aire en el calentador de agua caliente. Los pasajes del flujo de aire conectan las admisiones de aire y la cámara de combustión, así que el oxígeno es provisto para encender el quemador. En modalidades preferidas, las admisiones del flujo de aire se ubican a aproximadamente 46 cm o más arriba del suelo. Las admisiones del flujo de aire pueden estar a ras con las paredes eternas del calentado de agua o ellas pueden ir hacia el exterior desde las paredes externas del calentador de agua. Una capa de barrera puede ser colocada, opcionalmente. en un producto de aislamiento en agujas, para actuar como un medio para retardar el fuego. La capa de barrera puede ser formada de una hoja o de otro material adecuado que retarde el fuego, y puede ser fijada por métodos convencionales conocidos por los expertos en la materia. Es una ventaja que el producto de aislamiento en agujas sea flexible, debido a la combinación de unión química del aglutinante y la unión mecánica desde el proceso de formación de agujas. Es también una ventaja de la invención, que los productos de aislamiento delgados, hechos de acuerdo con la presente invención, puedan ser fabricados usado líneas de fabricación actuales, ahorrando así tiempo y dinero.

Es otra ventaja de la invención que por la formación de agujas, el producto de aislamiento de fibras de vidrio se suministre un tacto más suave. Es una ventaja más de a presente invención que el producto de aislamiento en agujas tenga un bajo valor k, que es equivalente a o menor que las cubiertas convencionales de aislamiento de vidrio por el fibrilado rotatorio, grueso. Es también una ventaja de la presente invención que el producto de aislamiento en agujas sea fácil de trabajar, debido al espesor reducido y la flexibilidad. Los objetos anteriores y otros, características y ventajas de la invención, aparecerán después más completamente de una consideración de la descripción detallada que sigue, en conjunto con las láminas de dibujos acompañantes. Sin embargo, se entenderá expresamente que los dibujos son para fines ilustrativos y no se deben interpretar como definiendo los límites de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las ventajas de esta invención serán evidentes considerando la siguiente descripción detallada, especialmente cuando se toma en conjunto con los dibujos acompañantes, en que: la Figura 1 es una vista en elevación de una línea de fabricación para introducir un producto de aislamiento de fibra de vidrio, rotatoria, en agujas, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención; y la Figura 2 es una vista parcial en sección transversal de un calentador de agua que utiliza un producto de aislamiento de fibra de vidrio rotatoria, en agujas, de acuerdo con al menos otra modalidad ejemplar de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Y MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN A no ser que de defina de otra manera, todos los términos técnicos y científicos usados aquí, tienen los mismos significados, como entenderá comúnmente un experto ordinario en la materia a la cual pertenece la invención. Aunque cualquier método y material similar o equivalente a los descritos aquí pueden ser usados en la práctica o prueba de la presente invención, los métodos preferidos y materiales se describen aquí. Se notará que la frase de "composición aglutinante" y "aglutinante" pueden ser usados aquí intercambiablemente . En los dibujos, el espesor de las líneas capas y regiones, pueden ser exagerados para claridad. Se entenderá que cuando un elemento, tal como una capa, región substrato o panel se refiere como estando "operando", otro elemento puede estar directamente en el otro elemento o elementos interventores pueden también estar presentes. Igualmente, cando un elemento se refiera como estando "adyacente! a otro elemento, el elemento puede estar directamente adyacente al otro elemento o elementos interventores pueden estar presentes Los términos de ¡arriba", "fondo", "costado" y similares, se usan aquí para el fin de explicación únicamente. Se notará que números similares encontrados a través de las figuras, denotan elementos similares. La presente invención se refiere a productos de aislamiento de fibras rotatorias, que tienen un espesor reducido, preferiblemente un espesor de 1.904 cm o menos, y un método para formar productos de aislamiento de fibras rotatorias. El aislamiento de fibras de vidrio delgadas es producido por agujas de un producto de aislamiento encumbrado, grueso, para aumentar la densidad y reducir el espesor del aislamiento. El producto de aislamiento delgado es útil en una variedad de aplicaciones térmicas y acústicas, tal como el aislamiento de aparatos, equipo HVAC, calentadores de agua y paneles acústicos. La fabricación del producto de aislamiento fibroso delgado, de acuerdo con la presente invención, puede ser llevado a cabo en un procesos continuo por fibrilación del vidrio fundido, rociando aglutinante sobre las fibras, formar un paquete de aislamiento de vidrio fibroso de un solo componente en un transportador en movimiento, curar el aglutinante sobre el paquete de aislamiento de vidrio fibroso para formar una cubierta de aislamiento, y tratar con agujas la cubierta de aislamiento. Volviendo a la Figura 1, el vidrio puede ser fundido en un tangue (no mostrado) y suministrado a un dispositivo de formación de fibras, tal como el hilador 15 de fibras. Los hiladores 15 son giradas a altas velocidades, La fuerza centrífuga causan gue el vidrio fundido pase a través de los agujeros en los costados laterales circunferenciales de los hiladores 15 de fibrilación, para formar fibras de vidrio. Las fibras de vidrio de un solo componente de longitudes aleatorias pueden ser atenuadas de los hiladores 15 de fibrilación y sopladas generalmente hacia abajo, es decir, generalmente perpendiculares al plano de los hiladores 15, por sopladores 10 colocados dentro de una cámara 25 de formación. Ejemplos de fibras de vidrio gue se pueden utilizar en la presente invención, se descrien en la atente U.S. No. 6,417,014 de Aubourg; patente U.S. No. 5,932,499 de Xu et al., patente U.S.. No. 5,523,264 de Mattison y patente U.S. 5,055,428 de Porter.

Los sopladores 20 voltean las fibras hacia abajo para formar un velo o cortina 30. Las fibras de vidrio tienen un diámetro de aproximadamente 2 a 9 mieras y pueden tener una longitud de aproximadamente 0.635 cm hasta aproximadamente 10.16 cm. Preferiblemente, las fibras de vidrio tienen u diámetro de <alrededor de 3 a 6 mieras y una longitud de aproximadamente 1.27 cm hasta 3.81 cm. El diámetro pegueño de las fibras de vidrio y las agujas del aislamiento, como se describe abajo, ayudan a dar el producto de aislamiento final, u suave tacto y flexibilidad. Las fibras de vidrio, mientras están en tránsito en la cámara 25 de formación y mientras están aún calientes de la operación de estirado, son rociadas con una composición aglutinante acuoso por medios adecuados de aplicación 35 de rocío adecuados, para así resultar en una distribución de la composición aglutinante por todo el paquete de aislamiento formado 40. El agua puede también ser aplicada a las fibras de vidrio en la cámara 25 de formación, tal como por rociado, antes de a aplicación de la composición aglutinante para enfriar, al menos parcialmente, las fibras de vidrio. Aunque cualquier aglutinante convencional , tal como el fenol-formaldehído, y a rea-formaldehído, pueden ser usados, el aglutinante es convenientemente una composición aglutinante de bajo formaldehído. tal como un aglutinante de base policarboxílca, un aglutinante de glicerol del ácido poliacrílico (PAG) o una trietanolamina del ácido poliacrílico (aglutinante PAT) . Composiciones de aglutinante de policarboxi adecuadas para el uso en la presente invención incluyen un polímero de policarboxi, un agente de entrelazamiento y, opcionalmente, un catalizador. Tales aglutinantes son conocidos para el uso en relación con el aislamiento de fibras de vidrio rotatorias, ejemplos de esta tecnología de aglutinantes se encuentra en las patentes U.S. Nos. 5,318,90, de Straus; 5,340,868 de Straus et al., 5,661,213 de Arkens et al., 6,274,661 de Chen et al, 6,699,945 de Chen et al., y 6,884,849 de Chen et al. El aglutinante puede estar presente en una cantidad de menos o igual a aproximadamente el 10% y preferiblemente en una cantidad menor o igual a aproximadamente el 3% en peso del producto total. La cantidad baja de aglutinante contribuye a la flexibilidad del producto de aislamiento final. Las fibras de vidrio que tienen un aglutinante resinoso sin curar adherido, pueden juntarse y formarse en un pagúete de aislamiento sin curar 40 en un transportador 45 de formación sin fin, dentro de la cámara 25 de formación, con la ayudara de un vacío (no mostrado) accionado a través del paquete de aislamiento 40 desde debajo del transportador 4 de formación. El calor residual de las fibras de vidrio y el flujo del aire a través del paquete 40 de aislamiento, durante la operación de formación, son generalmente suficientes para volatilizar mayoría del agua desde el aglutinante, antes que salgan las fibras de vidrio de la cámara 25 de formación, dejando así los componentes remanentes del aglutinante sobre las fibras como un líquido con alto contenido en sólidos, viscoso o semi-viscoso. El paquete de aislamiento recubierto 40 el cual está en estado comprimido debido al flujo del aire a través del paquete 40, en la cámara 25 de formación, es lego transferido fuera de la cámara 25 de formación bajo el rodillo 50 de salida a una zona 55 de transferencia, donde el pagúete 40 de aislamiento se expande verticalmente, debido a la resiliencia de las fibras de vidrio. El paquete 40 de aislamiento expandido es luego calentado, tal como por transportar el paquete 40 a través de un horno de curación 60, donde el aire calentado es soplado a través del paquete de aislamiento 40 para evaporar cualquier agua remanente en el aglutinante, la curación del aglutinante y el enlace rígido de las fibras juntas. El aire calentado es formado a través de un ventilador 75 por el transportador 70 del horno inferior, el paquete de aislamiento 40, el transportador del horno superior 65 y fuera del horno de curación 60 a través de un aparato de escape 80. El aglutinante curado imparte resistencia y resiliencia a la cubierta 10 de aislamiento. Se apreciará que el secado y curado de aglutinante puede ser llevado a cabo en una o dos etapas diferentes. El proceso de etapas es conocido comúnmente como la etapa B. Igualmente, en el horno 60 de curación, el paquete de aislamiento 40 puede ser comprimido por transportadores 65, 70 de horno foraminoso superior e inferior, para formar una cubierta 10 de aislamiento fibroso. Se apreciará que la cubierta 10 de aislamiento tiene una superficie superior y una superficie inferior. Los transportadores de horno, 65, 70, superior e inferior, pueden ser usados para comprimir el paquete 40 de aislamiento para dar a la cubierta de aislamiento un espesor predeterminado. El horno 60 de curación puede ser operado a una temperatura de aproximadamente 200°C hasta aproximadamente 325°C. Preferiblemente, la temperatura del horno de curación varía de aproximadamente 250°C a aproximadamente 300°C. El paquete 40 de aislamiento puede permanecer dentro del horno por un período de tiempo suficiente para entrelazar (curar) el aglutinante y formar la cubierta 10 de aislamiento. En particular, el pagúete de aislamiento 40 puede permanecer en el horno 60 por alrededor de 30 segundos a alrededor de 3 minutos, preferiblemente durante alrededor de 45 segundos a alrededor de 1 minutos, para curar el aglutinante. La cubierta 10 de aislamiento, que sale del horno 60 de curación, tiene una densidad de aproximadamente 4.81 kg/m3 aproximadamente 64.07 kg/m3, y un espesor de alrededor de 2.54 cm a aproximadamente 30.48 cm. Después que el aglutinante es curado, la cubierta 10 de aislamiento se somete a un proceso por agujas, en el cual agujas con púas 85 se empujan en un movimiento hacia abajo y arriba, a través de las fibras de la cubierta 10 de aislamiento, para enmarañar o enredar las fibras e impartir fuerza mecánica de integridad a la cubierta 10 de aislamiento. El tratamiento de agujas de la cubierta 10 de aislamiento también aumenta la densidad y reduce el espesor general de la cubierta. El proceso de agujas o punzado de agujas puede tomar lugar con o sin una etapa precursora de lubricación. Además, el proceso de agujas puede ocurrir en un aparato 95 de tratamiento de agujas. Un aparato 95 de agujas puede ser utilizado en la presente invención y puede incluir un mecanismo que alimenta una banda, un haz de agujas con un tablero de las mismas, agujas, tal como, por ejemplo, que varían en número de aproximadamente 500 por metro a aproximadamente 10,000 por metro de ancho de la máquina, una placa del separador, una placa de lecho y un mecanismo de elevación. Rodillos pueden también ser provistos para mover la cubierta de aislamiento 10 a través del aparato 95 de tratamiento de agujas, durante el proceso de agujas y/o para comprimir la cubierta de aislamiento alzada 10 entes que esta cubierta entre en el aparato 95 de tratamiento de agujas. Las agujas 85 se aseguran típicamente dentro del aparato 95 de agujas, a un tablero de agujas gue se mueve verticalmente en forma recíproca. Cada una de las aguijas pede incluir una o más púas, que apuntan hacia abajo y arriba. Alternativamente, las agujas 85 pueden tener una punta de horquilla. Otras configuraciones de agujas 85 gue agarrarán y enmarañan las fibras son también consideradas dentro del punto de vista de la invención. Dependiendo de la configuración de as púas en las agujas 85, las fibras pueden llegar a enmarañarse en las carreras hacia arriba y debajo de agujas 85. Por ejemplo, las púas u horquillas de las agujas pueden capturar y empujar fibras individuales, conforme las agujas 85 se mueven en la carrera hacia abajo, enmarañando así las fibras individuales con las fibras adyacentes. Conforme las agujas 85 se mueven hacia arriba, fuera de la cubierta 10 de aislamiento, las fibras se deslizan fuera de las púas y permanecen enmarañadas en la colección de fibras, formando el producto 100 de aislamiento de agujas. Se apreciara que la cubierta 10 de aislamiento puede ser tratado por agujas de uno o ambos costados, por ejemplo, en su superficie superior, en su superficie inferior o en ambas superficies . Antes del tratamiento de agujas, a mayoría de las fibras en la cubierta de aislamiento 10 se orientan en una orientación generalmente horizontal. Después de las agujas, algunas de las fibras, orientadas horizontalmente, se colocan en una orientación generalmente vertical. Este cambo en la orientación de las fibras enlaza mecánicamente las fibras y da al producto de aislamiento de gujas 100 rigidez y firmeza. Además, el proceso de agujas y el enlace mecánico de las fibras permite el control mejorado sobre el espesor del producto de aislamiento 100 de agujas. Controlando el espesor del producto de aislamiento 100, se puede facilitar la instalación del producto 100 de aislamiento final en su aplicación deseada. Por ejemplo, por el tratamiento de agujas de la cubierta 10 de aislamiento a un espesor deseado, puede no haber necesidad de comprimir físicamente el producto 100 de aislamiento en agujas, durante su instalación, debido a que siempre tiene el espesor deseado para el espacio o área en la cual se va a instalar. Las agujas 85 pueden ser impulsadas dentro y fuera de la cubierta de aislamiento, a alrededor de 100 hasta alrededor de 1500 carreras por minuto, las agujas 85 deben tener un calibre (tamaño) en el intervalo de alrededor de 9 a alrededor de 43 y pueden variar en longitud desde 7.62 cm a alrededor de 10.16 cm. El aparato 95 de agujas puede incluir agujas del mismo tamaño o, Alternativamente, una combinación de agujas de diferentes tamaños puede ser incluida. La densidad de perforación es preferiblemente de 5 a 100 perforaciones por centímetro cuadrado. La profundidad de perforación o grao de penetración de las agujas 85 a través de la cubierta de aislamiento 10 y dentro de la placa de lecho del aparato 95 de agujas., es preferiblemente de alrededor de 0.635 a 1.995 cm, cuando se trata por agujas un costado. Después del pasaje a través del aparato de agujas 95, el producto de aislamiento con agujas 100 puede ser enrollado por un dispositivo 90 para el embarque o almacenamiento para la formación el producto de aislamiento 100 en agujas puede ser conducido en un proceso en línea continuo en el cual las fibras se forman, el aglutinante es rociado sobre las fibras calientes, las fibras e recogen sobre un transportador y se forman en un paquete de aislamiento, este paquete de aislamiento se pasa a través del horno para curar el aglutinante y formar una cubierta de aislamiento, y esta cubierta de aislamiento se pasa a través del aparata de agujas y se enrolla en una fileta, como se describió antes en detalle. Alternativamente, el producto de aislamiento puede ser alimentado directamente en una prensa de troguel y cortado en partes individuales, que pueden luego ser empacadas. Aunque el tratamiento de agujas de la cubierta de aislamiento es altamente adecuado para los procesos de fabricación en línea, este tratamiento de agujas de la cubierta de aislamiento puede también ocurrir en un proceso fuera de línea, en el cual la cubierta de aislamiento curada es empacada, tal como en rollos, para cualquier embarque o almacenamiento. La cubierta de aislamiento enrollada (no mostrada en las figuras) puede luego ser tomada separadamente a un aparato de agujas, para el tratamiento con agujas como se describió antes. Preferiblemente, el tratamiento de agujas se conduce en línea. El producto de aislamiento 100 en agujas, puede tener un espesor promedio general comprimido de alrededor de 0.254 cm a 1.905 cm, preferiblemente de 0.635 cm a 1.27 cm, y una densidad de 16.08 kg/m3 hasta de 160.8 kg/cm3, preferiblemente de 48.06 kg/m3 a 80.09 kg/m3. El espesor y densidad del producto de aislamiento final 100 puede ser controlado por el control de la rapidez con que se mueve la cubierta 10 de aislamiento a través del aparato de agujas 95, las carreras por minuto del aparato de agujas 95, el número de agujas 85, el tipo de agujas 85 y el grado de penetración de las agujas 85 en la cubierta 10 de aislamiento. La reducción en espesor y la densidad aumentada causada por el proceso de agujas permite la producción de espesores menores y productos 100 de aislamiento final de mayor densidad. El tratamiento de agujas también ayuda en proporcionar un tacto más suave al producto 100 de aislamiento final. Una ventaja particular acerca del tratamiento de agujas de la cubierta 10 de aislamiento, es que el tratamiento de agujas de la cubierta de aislamiento 10 permite la producción de un producto de aislamiento final 100 gue tenga un espesor disminuido y una mayor densidad (tal como más de 48.06 kg/m3). Asimismo, cuanto más alto sea el tratamiento de agujas, cubiertas de aislamiento de menor densidad 10, para densificar la cubierta 10 usando la unión mecánica, de acuerdo con al menos un aspecto de la presente invención, es más costoso fabricar luego de formar un producto de aislamiento de fibras rotatorias, delgado, de mayor densidad, sin el tratamiento de agujas, el cual requiere un equipo cotoso. Es también menos costoso que el vidrio E, tratado con agujas, competente, y los productos de aislamiento de llama atenuada. Así, los productos 100 de aislamiento delgados, obtenidos de acuerdo con la presente invención, pueden ser fabricados usando líneas de fabricación actuales, ahorrando así tiempo y dinero. Además, el proceso rotatorio perforado de agujas de la presente invención permite la producción de productos con un intervalo más amplio de densidades que el disponible actualmente con el aislamiento de vidrio E con agujas. El producto de aislamiento 100 con agujas puede ser usado como un material aislante en aparatos domésticos y varias otras aplicaciones acústicas. Por ejemplo, el producto de aislamiento 100 con agujas, puede ser usado en aparatos domésticos (tal como hornos, ranchos y hornos de microondas calentadores de agua caliente, lavadoras de platos, equipo HVAC y paneles acústicos. Un uso particularmente ventajoso para el material 100 de aislamiento delgado es como aislamiento para los calentadores de agua caliente. El producto 100 de aislamiento delgado puede ser usado para proporcionar una cámara de admisión de aire interno y elevar la admisión del are arriba del suelo. Tales pasajes de aire internos eliminan la necesidad de tubería externa y otro equipo requerido por la técnica anterior. Una modalidad ejemplar, que utiliza el producto de aislamiento 100 de agujas en un calentador para agua caliente 120 se ilustra en sección transversal parcial en la Figura 2. La Figura 2 ilustra entradas 135 del flujo de aire, que penetran la pared externa 110. Las entradas 135 del flujo de aire están en comunicación de fluido con los pasajes 150 de flujo de aire, gue, a su vez, están en comunicación de fluido con la cámara 125 de combustión. Las entradas de flujo de are son ubicadas a una distancia "X" desde el piso (F) . Se apreciará que, aunque la Figura 2 ilustra dos pasajes 150 de flujo de aire, un pasaje de flujo de aire o más de dos pasajes de flujo de aire son también considerados dentro del ámbito de esta invención. Los pasajes 150 de flujo de aire se colocan a lo largo del borde externo del calentador 120 de agua, entre la pared externa 110 del calentador 120 de agua y el producto 100 de aislamiento con agujas, para proporcionar el oxígeno necesario para encender el quemador 130, colocado en la cámara de combustión 125 y produce una lama para calentar el agua almacenada en el tanque de agua interno (no mostrado en la Figura 2) . En modalidades preferidas, las entradas 135 del flujo de are se ubican 45.72 cm o más arriba del piso (F), en cumplimiento con las normas actuales de seguridad, como se discutió arriba. Las entradas 135 de flujo de aire pueden estar a ras con la pared externa 110 del calentador de agua, como se ilustra la Figura 2, o, alternativamente, pueden proyectarse al exterior de las paredes externas del calentador de agua 120 (no mostrado) , tal como en la forma de un tubo. Una capa 140 de barrera puede ser colocada, opcionalmente, en el producto 100 de aislamiento de aguja para actuar como un medio que retarda el fuego. La capa 140 de barrera puede ser formada de lámina u oto material adecuado que retarda la llama y puede ser fijado por métodos convencionales, conocidos por los expertos en la materia . El producto de aislamiento, en agujas, 100 habilita la formación de pasajes de flujo 150 en el calentador 120 de agua, debido al espeso reducido, provisto por el producto 100 de aislamiento. Igualmente, el producto de aislamiento 100 en agujas, es más fácil de trabajar que el aislamiento alto convencional, debido al espesor reducido y flexibilidad Además, el producto 100 de aislamiento, con agujas, es meno costoso de introducir que los materiales aisladores alternativos convencionales. Además, el producto 10 de aislamiento delgado tiene una conductividad térmica baja (valor k) , que es equivalente a o menor que las cubiertas de aislamiento gruesas, actualmente usadas en los aparatos domésticos. Como resultado, las propiedades de aislamiento del producto de aislamiento 100 en agujas, son equivalentes a, o mejores que, el aislamiento elevado actual. Habiendo descrito generalmente esta invención, se puede obtener un entendimiento mayor con referencias a ciertos ejemplos específicos ilustrados abajo, los cuales son provistos para fines de ilustración únicamente y no se intenta sean inclusive limitantes, a no ser que se especifique de otra manera.

EJEMPLO Aislamiento de Fibra dß Vidrio, Rotatoria, con Agujas El componente sencillo, el vidrio, se fundió y se formó fibras, en forma rotatoria, en una unidad con múltiples hiladores. Las fibras calientes se rociaron con aglutinante de glicerol del ácido poliacrílico (PAG), las fibras se recogieron sobre un transportador y se formaron en un paquete de aislamiento. El paquete de aislamiento luego se pasó a través de un horno de curación durante un tiempo suficiente y con una temperatura suficiente para curar el aglutinante y formar una cubierta de aislamiento. El diámetro promedio de as fibras fue de 5.9 mieras, el contenido del aglutinante PAG fue del 1.64% en peso de la cubierta de aislamiento total, la densidad promedio de la cubierta de aislamiento fue de 16.24 kilogramos / metro cúbico y el espesor promedio de la cubierta de aislamiento fue de 2.794 cm. La conductividad térmica nominal (valor k) a 149°C se determinó como de 6325.64 calorías-cm/hr-m2- ¡ C La cubierta de aislamiento fue luego tratada con agujas para aumentar la densidad promedio y reducir el espesor promedio Un aparato de costado sencillo con agujas de calibre 36 se usó. La velocidad de línea se justo en 9.144 metros/ minuto, la frecuencia de punzado fue de 600 carreras /minuto, la densidad de punzado fue de 14.4 perforaciones/ cm2 , y la profundidad del punzado fue de 0.635 cm en la placa de lecho. La densidad promedio final de la cubierta de aislamiento, con agujas (producto de aislamiento, en agujas) se determinó era de 60.17 kg/m3, el espesor promedio final fue de 0.838 cm y la conductividad térmica (valor k) a 149°C fue de 4217.02 calorías-cm/hr- m2/°C La cubierta de aislamiento con agujas (producto de aislamiento de agujas) fue enfrentado con un enfrentamiento de lámina de aluminio /lienzo de fibra de vidrio. Las partes del aislamiento del calentador de agua fueron cortadas por troquel desde el producto de aislamiento en agujas, enfrentado. La invención de esta aplicación se describió anteriormente tanto genéricamente como con respecto a modalidades específicas. Aunque la invención se ha indicado en lo que se cree son las modalidades más preferidas, una amplia variedad de alternativas, conocidas por los expertos en la materia, se pueden seleccionar dentro de la descripción genérica. La invención no se limita de otra manera, excepto por la especificación y las reivindicaciones que se indican en lo siguiente.

Claims

REIVINDICACIONES Una línea de fabricación de aislamiento. para formar un producto de aislamiento de vidrio rotatorio en agujas, la cual comprende: un hilador que forma fibras; un soplador; una cámara de formación, que incluye un transportador de formación; un mecanismo de calentamiento; y un aparato en línea, que trata por agujas.
La línea de fabricación de aislamiento de la reivindicación 1, en que dicho aparato de tratamiento con aguijas, en línea, además comprende un mecanismo de alimentación de banda.
La línea de fabricación de aislamiento de la reivindicación 1, en que dicho aparato de tratamiento con agujas, en línea, comprende un tablero de agujas que se mueve verticalmente en forma recíproca.
La línea de fabricación de aislamiento de la reivindicación 3, en que las agujas tienen puntas ahorquilladas .
La línea de fabricación de aislamiento de la reivindicación 1, que además comprende un dispositivo de enrollamiento.
La línea de fabricación de aislamiento de la reivindicación 1, que además comprende una prensa de troquel .
Un método para formar un producto de aislamiento de vidrio rotatorio, en agujas, que tiene un espesor reducido, este método comprende las etapas de: la fibrilación rotatoria de fibras de vidrio de un solo componente, para formar dichas fibras de vidrio de un solo componente, que tengan longitudes aleatorias; aplicar un aglutinante a cuando menos una porción de dichas fibras de vidrio; recoger dichas fibras de vidrio, recubiertas al menos parcialmente, para formar un paquete de aislamiento; pasar dicho paquete de aislamiento a través de un horno, para curar, al menos parcialmente, dicho aglutinante sobre las fibras de vidrio y formar una cubierta de aislamiento; y tratar con agujas dicha cubierta de aislamiento, en línea, a un espesor predeterminado, para formar dicho producto de aislamiento de vidrio rotatorio tratado con agujas.
. El método de la reivindicación 7, que además comprende la etapa de: soplar dichas fibras de vidrio hacia abajo, para formar un velo de dichas fibras, antes de aplicar dicho aglutinante a las fibras de vidrio.
9. El método de la reivindicación 7, en que dicha etapa de tratamiento con agujas comprende: impulsar las agujas en un movimiento hacia abajo y hacia arriba, a través de la cubierta de aislamiento para enmarañar dichas fibras de vidrio e impartir resistencia mecánica e integridad a dicha cubierta de aislamiento.
10. El método de la reivindicación 7, que además comprende la etapa de: comprimir dicho paquete de fibras de vidrio en dicho horno, entre rodillos de compresión superior e inferior, antes del tratamiento con agujas de dicha cubierta de aislamiento.
11. El método de la reivindicación 19, que además comprende la etapa de: enrollar dicho producto de aislamiento de vidrio rotatorio, tratado con agujas, sobre una fileta para el embarque o almacenamiento.
12. El método de la reivindicación 10, que además comprende las etapas de: cortar el producto de aislamiento tratado con agujas a una configuración predeterminada; y empacar dicho producto de aislamiento tratado con agujas en una configuración predeterminada; y empacar dicho producto de aislamiento cortado para el embarque o almacenamiento.
13. El método de la reivindicación 7, en que dicho espesor predeterminado es un espesor menor de o igual a aproximadamente 1.906 cm.
14. El método de la reivindicación 1, en que las agujas se empujan dentro y fuera de dicha cubierta de aislamiento, a aproximadamente 100 hasta aproximadamente 1500 carrera por minuto.
15. El método de la reivindicación 1, en que la profundidad de perforación de dichas agujas es de aproximadamente 0.635 cm a aproximadamente 1.905 cm, cuando se trata con las agujas en un costado. El método de la reivindicación 1, en que las agujas tienen un calibre en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 43. El método de la reivindicación 16, en que dicho intervalo de las agujas en longitud es de aproximadamente 7.62 cm hasta aproximadamente 10.16 cm.