TW201142101A - Inorganic fiber webs and methods of making and using - Google Patents

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201142101 六、發明說明： 本申請案主張20 10年4月13日申請之美國臨時專利申請 案第61/323,425號之優先權，該案之揭示内容以全文引用 的方式併入本文中。 【先前技術】 - 包含無機纖維之濕式佈層網及乾式佈層網已知曉多年且 已用於多種應用’尤其涉及耐高溫之彼等應用。 【發明内容】 本發明揭示重力佈層無機纖維網及其製造與使用方法。 童力佈層方法包含機械分離無機纖維及以網形式收集纖 維’且可包含摻合多種類型之無機纖維及/或摻合無機顆 粒添加劑與纖維。 在態樣中，本文揭示一種重力佈層無機纖維 網。 因此，在另一態樣中，本文揭示一種製造重力佈層無機 纖、L之方法’其包含：將無機纖維引人成形室中 形室包含s ,丨、 ， 匕 至少—列設置於該成形室中複數個纖維分離滾 筒，且包含移動環形帶式篩網（moving endless belt screen); 用纖、准：離滾筒機械分離至少-些無機纖維；#由移動環 ^ 、、周捕捉無機纖維之任何剩餘聚結物且將所捕捉之 聚結物送— ^ 、維为離滾筒，以藉由纖維分離滾筒機械分 維；將 佈層無機纖維墊形式收集機械分離之無機纖 μ/力佈層無機纖維塾自成形室移出；及固結重力佈 、截、准塾以形成重力佈層無機纖維網。 155283.doc 201142101 因此，在另一態樣中’本文揭示一種增強隔板中之穿透 開口（through-penetrating opening)之防火性之方法，該方 法包含將至少一個包含重力佈層無機纖維網之製品至少部 分插入穿透開口中》 因此’在另一態樣中，本文揭示一種增強伸長物件或大 體對準之伸長物件集合之防火性的方法，該方法包含用至 少一個包含重力佈層無機纖維網之製品沿著該物件或物件 集合之至少一部分伸長長度至少部分環繞包覆該物件或物 件集合。 本發明之此等及其他態樣將由以下[實施方式]顯而易 知。然而’以上概述決不應解釋為對所主張標的物之限 制，該標的物僅由隨附申請專利範圍定義，因此可在專利 申請期間修改。 【實施方式】 圖1為展示可用於製備重力佈層無機纖維網1〇之例示性 設備1的側視圖（成形室2以剖面表示）。例如經由纖維輸入 裝置3 1將無機纖維3(其可包括大量纖維之結塊、聚結物及 其類似物）引入成形室2中。在進入成形室2之前，可使用 開布機（未圖示）至少部分展開、梳理及/或分離纖維3(例如 由原樣狀態，諸如於捆包中）。在一些實施例中，可將多 種類型之纖維引入成形室2中，在此情況下，本文所述之 方法將用於將不同類型之纖維彼此摻合到一起以及機械分 離（例如去聚結）各類型之纖維。在一些實施例中，可將一 或多種類型之無機顆粒添加劑21引入成形室2中，在此情 I55283.doc 201142101 況下’本文所述之方法將用於摻合顆粒添加劑21與無機纖 維以及機械分離無機纖維。如後文中所詳述，顆粒添加劑 21可包含-或多種膨脹添加劑、—或多種吸熱添加劑、一 或多種絕緣添加劑及—或多種黏合劑或其類似物。若存 在’則顆粒添加劑21可藉由‘纖維輸入裝置31與纖維3 一起 引入成形室2中’或可例如經由顆粒輸入裝置22單獨引 入。設備1亦可包含流體（液體）喷灑系統32，其可在纖維3 引入成形室2中之前，將流體喷麗於纖維3上；可將流體喷 灑於成形室2内部，以便使纖維在其中接觸；及/或可在纖 維3沈積為塾且已離開成形室2之後，將流體喷麗於纖維3 上。流體可出於任何目的使用。舉例而言，流體可包含 水、水溶液或非水性流體或溶液，其用於增強纖維加工。 或者’如後文中所詳述，流體可包含例如包含一或多種黏 合劑及/或包含一或多種無機顆粒添加劑之溶液、分散 液、乳膠等。必要時，流體可包含無機顆粒添加劑21。 在成形室2内，無機纖維3機械分離（例如部分、大多或 幾乎70全去聚結）為個別纖維及/或數根纖維或更少纖維之 群》此舉藉由旋轉纖維分離滾筒7來完成，各纖維分離滾 筒7包含突起4(通稱為角釘（spike)，但其可具有任何合適 設計）。相鄰滾筒7之角釘4呈嚙合關係（但其通常不彼此接 觸），且因此可將剪切力施加於纖維3之聚結物（尤其當聚結 物被暫時捕捉於兩個移動（例如相對旋轉）之角钉之間時）且 將聚結物至少部分分離為個別纖維或較少數目纖維之聚結 物。在一些實施例中，纖維分離滾筒7可如圖丨中所示，以 155283.doc 201142101 上部一組滾筒列71及72及下部-組滾筒列73及74之形式存 在。一般技術者應理解成形室2及其中纖維分離滾筒7之設 計及操作參數可H於其中待加卫纖維之具體組成及/或性 質來操縱。舉例而t，可改變滾筒間距、角釘長度、沿著 滾筒及圍繞滾筒之角釘間距、角釘嚙合程度、不同滾筒之 旋轉速度、不同滾筒之旋轉方向及其類似參數中之任一者 或全部，以便例如增加某些纖維在室2内之滞留時間，增 加纖維機械分離之量及其類似方面。纖維分離滾筒之作用曰 可藉由視情況選用之氣流來增強，例如藉由使用適當定位 於成形室2中之(視情況選用之)空氣噴嘴，其可使纖維聚結 物在成形室2内翻轉及/或再循環。（應注意雖然在本文中使 用術語空氣，但該術語係以其最廣範含義來使用且可涵蓋 使用任何合適氣態流體）。 纖維輸入裝置31宜安置於成形室2之上部（如圖丨中所 示），例如以使得纖維3可易於接近纖維分離滾筒7以便如 上所述進行加工。例如若需要使顆粒添加劑21接近滾筒 7 ’則顆粒輸入裝置22可定位於成形室2上部。或者，顆粒 輸入裝置22可定位於成形室2下部（例如在滾筒7下方）^任 何配置均可，只要能達成顆粒添加劑2丨與纖維之充分摻合 以便具體應用。 纖維聚結物及/或個別纖維將在重力影響下最終向下降 至成形室2内。成形室2包含環形帶式篩網8(其可通常如圖 1中所示例如通過上部一組纖維分離滚筒列71及72且通過 下部一組纖維分離滾筒列73及74)。環形帶式篩網8可包含 155283.doc 201142101 具有所需尺寸或混合尺寸之通孔。因此，纖料結物、結 鬼或其類似物若存在且若大於某一尺寸，則可由環形帶式 篩網8捕捉且在成形室2内再循環，以便通過一組或兩組纖 維分離滾筒以便再進行機械分離（例如去聚結使用成形 室2進行機械分離及/或摻合無機纖維進一步詳細描述於 PCT Α開申凊案WO 2009/048859中，其揭示内容以引用的 方式併入本文中。 避免了由環形帶式篩網8再循環的機械分離之纖維（若使 用多種類型之無機纖維，則其可包含摻合纖維及/或若存 在顆粒添加劑21，則其可與顆粒添加劑21摻合）由重力促 使最，冬落於載體5(其宜為環形帶或其類似物）上以形成纖維 墊6。纖維3通常以可大體平行於載體5之表面及可相對於 載體5之縱向網（d〇wnweb)及橫向網（cr〇ssweb)軸大體隨機 的組態降落。載體5在成形室2底部，其涵蓋載體5例如通 過成I至2下部或通過成形室2底部開口下方，以便在任一 情况下，纖維3 (及顆粒添加劑21，若存在）可沈積於其上。 載體5可透氣；且至少部分真空可施加於載體5底部表面， 使得可穿過載體5施加壓差以幫助纖維及顆粒添加劑沈積 且保留於載體5上。必要時，可方便地在載體5頂上使用拋 • 棄式透氣層（例如薄拋棄式多孔紙襯，諸如薄型紙）。重力 佈層方法可有利地沈積纖維3(及顆粒添加劑21，若存在）， 一般在所形成纖維墊6之橫向網厚度内均一沈積。 纖維墊6可在載體5上運出或運離成形室2。必要時，可 在纖維墊6離開成形室2處提供滾筒23。滾筒23可短暫壓縮 155283.doc 201142101 纖維墊6 ’但纖維墊6通常可實質上回彈。本文所有提及纖 維墊ό之所沈積厚度係指纖維墊6在已通過滾筒下方之後的 厚度。纖維墊6可運送至如後文中進一步詳述之各種加工 單元’同時駐留於載體5上（如在圖1之例示性實施例中）。 或者’纖維墊6可由載體5轉移至另一載體上用於該等目 的》 若存在丸粒’則本發明之方法亦可用於減少纖維群體中 丸粒之量。一般技術者熟悉呈顆粒狀之丸粒（例如固體顆 粒）’其有時形成於例如纖維之熔融加工中，且其可能具 有不利影響。藉由纖維分離滾筒之剪切作用，丸粒可自纖 維群體移除且可隨後例如藉由篩（若在室2中提供）自纖維分 離°或者’丸粒可例如使用氣旋分離裝置藉由離心力自纖 維分離。 藉由纖維分離滾筒7(以較低速度旋轉且由此賦予較低剪 切力）機械分離纖維聚結物，同時機械分離之纖維3經由室 2降落於載體5上且任何剩餘纖維聚結物（若存在）藉由環形 帶式篩網8再循環之上述方法在本文中稱為重力佈層，而 由其形成之無機纖維墊稱為重力佈層無機纖維墊。重力佈 層方法可不同於依賴於造紙設備及方法之所謂濕式佈層成 網方法。此方法亦可不同於熟知的習知乾式佈層成網方 法’諸如粗梳法（carding)、扯鬆法（garnetting)及空氣佈層 法。粗梳法或扯鬆法涉及機械分離纖維結塊（例如藉由一 般以相對較高速度旋轉之粗梳滾筒）及使纖維對準為大體 平行、縱向網定向之組態。熟知此類型（相對較高剪切力 155283.doc 201142101 機械分離若用於無機纖維，尤其用於陶瓷纖維及/或相對 較長無機纖維，則造成實質性斷裂。空氣佈層方法（諸如 使用市售成網機，諸如由Rand〇 Machine c〇rp N.Y.)以商品名稱「RAND〇 WEBBER」銷售者）通常涉及使 用刺輥（一般以相對較高速度旋轉）及高速氣流來將纖維輸 送至收集表面上。與機械粗梳法之方式類似，已知空氣佈 層致使無機纖維，尤其相對較長及/或陶瓷無機纖維明顯 斷裂。相比之下’重力佈層方法依賴於纖維分離滾筒，其 (例如藉由以比旋轉刺輥、旋轉粗梳滾筒及其類似物之速 度低得多的速度旋轉）可在最少斷裂下加工無機纖維，尤 其長纖維及/或陶竞纖維。 當藉由上述方法沈積於載體5上時，無機纖維3包含可具 有極少或不具有機械強度或完整性之無機纖維墊6。可隨 後例如藉由固結單元9固結纖維墊6，以使其具有足夠機械 完整性來構成無機纖維網1〇。無機纖維網意謂已固結（例 如經由直接或間接使一些或全部網纖維彼此纏結及/或彼 此黏結）之無機纖維墊，以使得該網為自行支撐網，例如 具有足夠機械強度（縱向網、橫向網及穿過該網厚度），以 便在諸如滾軋、切割、轉化及其類似方式之操作令處理， 從而使無機纖維網10能夠如本文中所揭示形成各種產品。 纖維墊6在固結製程中可保留於載體5上（如圖丨之例示性配 置中所不）；或纖維墊6可轉移至另一載體用於固結。 在一些實施例中，纖維墊係藉由針刺（needle punching) (亦稱為針縫（needle tacking》進行固結。在該等情況下， 155283.doc 201142101 固結單元9可包含針刺單元。針刺塾係指其中存在纖維物 理纏結之墊’該纖維物理纏結例如藉由帶刺針多次完全或 :分穿透該墊而提供。可使用習知針刺設備(例如可以商 品名稱「DILO」自Dil。，Germany購得之針刺機）及帶刺針 Foster Needle Company, lnc., Manitowoc, 得)針刺纖維墊來提供針刺纖維墊。每份墊面積中針刺之 數目可視具體應用而變化，^尤其考慮進行針刺製程時需 要達成之網厚度減小量。在各種實施财，可針刺纖維墊 以提供每平方公分約2至約2〇〇〇次針刺。一般技術者應瞭 解可使用任何合適之針，包括已知尤其適於加卫無機纖維 之彼等針。合適之針可包括例如可以商品名稱 15x18x32x3.5RB F20 9-6NK/CC > 15xl8x32x3.5CB F20 9- 6.5NK/CC、15xl8x25X3.5RB F20 9-7NK及 15xl8x25x3.5RB F20 9·8ΝΚ自Foster Needle，Manitowoc, WI購得之彼等針或其等 效物。該等針可穿透墊之整個厚度或僅部分穿透。即使針 不從頭至尾穿透至纖維墊中，但針刺製程可至少在接近墊 表面之層中提供足夠纖維纏結，以增強纖維網在縱向網及 橫向網方向上之拉伸強度。在此類型之一些實施例中，針 刺可使得形成包含廣泛纏結纖維之實質上緻密之表面層。 該種緻密表面層可例如具有比未針刺之網内部的纖維密户 高至少20%、至少30%或至少40%的每單位體積緻密層之 纖維密度。在各種實施例中，該墊可由一側或由兩側針 刺。 在一些實施例中，纖維墊係藉由使用例如美國專利第 155283.doc •10· 201142101 4,1 8 1，5 14號中教示之技術縫編（sthchb〇nding)來固結。舉 例而言，該墊可用有機線或無機線，諸如玻璃、陶瓷或金 屬（例如不鏽鋼）來縫編。 在一些貫施例中，纖維墊可藉由黏結製程固結，其中該 墊含有經活化以將至少一些纖維黏結在一起的黏合劑。= 種黏合劑可以固體形式（例如以粉末形式，如纖維等）、液 體形式（諸如溶液、分散液、懸浮液、乳膠或其類似物）等 引入。無論呈固體抑或液體形式，一或多種黏合劑均可按 需要在纖維3引入成形室2之前，#由沈積於纖維3上或與 纖維3混合而弓丨人成形室2中；或可引人成形室2中以便在 其中接觸纖維3 ;或可在纖維塾6形成之後沈積於纖維塾6 上/沈積於纖維墊6中。黏合劑可分佈於纖維塾6整個内 :’或可主要存在於其一或多個主表面(例如若黏合劑以 實質上不穿透至纖維墊6中之方式沈積於纖維墊6之主表面 上）。在該等情況下’黏合劑可提供黏結纖維之表面層， 其增強該網之縱向網及/或橫向網拉伸強度。黏合劑可為 有機或無機黏合#卜在該網中欲包括〜❹種無機顆粒添 加劑(例如一或多種膨脹添加劑、一或多種吸熱添加劑、 -或多種絕緣添加劑或其混合物)的情況下，黏合劑可用 於，合該網中之無機顆粒添加劑。在-些實施例中，固結 :精由組合針刺及活化—或多種黏合劑來達^在該等實 施例中’針刺可在黏合劑活化之前或之後進行。 *種橡膠、水溶性聚合物化合物、熱塑性樹脂、故固性 樹脂或其類似物可適合作為有機黏合劑。橡膠之實:包括 155283.doc 201142101 天然橡膠；丙烯酸橡膠，諸如丙烯酸乙酯與氣乙基·乙烯 醚之共聚物、丙烯酸正丁酯與丙烯腈之共聚物或其類似 物；腈橡膠，諸如丁二烯與丙烯腈之共聚物或其類似物； 丁二烯橡膠或其類似物。水溶性聚合物化合物之實例包括 羧曱基纖維素、聚乙烯醇或其類似物。熱塑性樹脂之實例 包括呈均聚物或丙烯酸、丙浠酸酯、丙稀醯胺、丙烯腈、 甲基丙稀酸、甲基丙烯酸酯或其類似物之共聚物形式之丙 稀酸樹脂；丙烯腈-苯乙烯共聚物；丙烯腈-丁二稀_苯乙稀 共聚物或其類似物。熱固性樹脂之實例包括雙酚型環氧樹 脂、紛駿清漆型環氧樹脂或其類似物。該等有機黏合劑可 以黏合劑液體形式（例如水溶液、水分散性乳液、乳膠或 使用有機溶劑之溶液）使用。 黏結亦可藉由以下步驟來實現：將呈粉末或纖維形式之 有機聚合黏合劑材料納入該墊中，且熱處理該墊，以使聚 合材料炼融或軟化，由此使該塾之至少一些纖維彼此黏 結。在該等情況下，固結單元9可包含烘箱或任何其他合 適熱源。可包括於該墊中之合適聚合黏合劑材料包括熱塑 性聚合物’其包括聚烯烴、聚醯胺、聚酯、乙酸乙稀醋乙 稀共聚物及乙烯酯乙烯共聚物。或者，可將熱塑性聚合纖 維包括於該墊中。合適熱塑性聚合纖維之實例包括聚稀煙 纖維’諸如聚乙烯或聚丙烯；聚苯乙烯纖維；聚峻纖維； 聚酯纖維’諸如聚對苯二甲酸乙二酯（PET)或聚對苯二甲 酸丁二酯（PBT);乙烯基聚合物纖維，諸如聚氯乙稀及聚 偏二氟乙烯；聚醯胺，諸如聚己内醯胺；聚胺基曱酸醋； 155283.doc 12 201142101 耐綸纖維及芳族聚醯胺纖維。尤其適用於纖維墊之熱黏結 之纖維亦包括所謂的雙組分黏結纖維，其通常包含具有不 同組成或具有不同物理性質之聚合物。該等纖維常常為芯/ 鞘纖維，其令例如芯之聚合組分具有較高熔點且提供機械 強度，而鞘具有較低熔點以使得能夠發生黏結（例如熔融 黏結）。舉例而言，在一實施例中，雙組分黏結纖維可為 芯/鞘聚酯/聚烯烴纖維。可使用之雙組分纖維包括可以商 品名稱「TREVIRA 255」自 Trevka GmbH’ Bobingen’ Germany 購得及以商品名稱「FIBER VISION CREATE WL」自 FiberVisions，Varde，Denmark購得者。 該等有機黏合劑（若存在）可以任何合適之量使用。在各 種實施例中，有機黏合劑之量以無機纖維網1〇之總重量計 可小於約20重量％ ' 1 〇重量。、5重量％、2重量％、1重量 /〇或0.5重量％。在一些實施例中，有機黏合劑之量可為至 夕0·2/〇、0.5%或1.0。/。。在一些實施例中，無機纖維網實質 上不含有機黏合劑。一般技術者應瞭解，如此處所用及在 本文其他上下文中使用之術語「實質上不」並不排除存在 些極低量（例如0.1重量％或〇」重量％以下）之材料，此可 能例如在使用進行常規清潔程序之大規模生產設備時發 生。該等有機黏合劑按需要可單獨使用，彼此組合使用， 及/或與一或多種無機黏合劑組合使用。該等有機黏合劑 可與任何合適無機纖維組合使用，包括例如陶瓷纖維、生 物可溶性纖維、玄武岩纖維、礦棉纖維及其任何組合。該 等有機黏合劑亦可與任何合適無機顆粒添加劑組合使用， 155283.doc •13· 201142101 包括例如膨脹添加劑、吸熱添加劑及/或絕緣添加劑及其 混合物。 必要時可使用無機黏合劑（例如替代上述有機黏合劑或 與上述有機黏合劑組合），且無機黏合劑可例如在某些防 火應用中提供有利的高溫效能。合適無機黏合劑可包括例 如鹼金屬矽酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、黏土及其類似物。因 此，合適無機黏合劑可包括例如矽酸鈉、矽酸鉀、矽酸 鋰、矽磷酸鹽、磷酸鋁、磷酸、磷酸鹽玻璃（例如水溶性 磷酸鹽玻璃）、硼砂、矽溶膠、膨潤土、鋰皂石及其類似 物。該等黏合劑按需要可單獨使用，彼此組合使用及/或 與一或多種有機黏合劑組合使用。該等無機黏合劑可與任 何合適無機纖維組合使用，包括例如陶瓷纖維、生物可溶 性纖維、玄武岩纖維、礦棉纖維及其任何組合。該等無機 黏合劑亦可與任何合適無機顆粒添加劑組合使用，包括例 如膨脹添加劑、吸熱添加劑及/或絕緣添加劑。 該等無機黏合劑（若存在）可以任何合適之量使用。在各 種實施例中，無機黏合劑之量以無機纖維網1〇之總重量計 可為至少G.1重量％、〇·5重量』重量％。在其他實施例 中，無機黏合劑之量可為至多2〇%、1〇%或5%。如上所述 之黏合劑（無論為有機抑或無機）通常經活化，以便使至少 一些纖維3彼此黏結從而將無機纖維墊6固結為無機纖維網 10及/或使一或多種無機顆粒添加劑黏合於無機-纖維網 ίο中。該等活化方法可包含熱暴露（例如在雙組分有機聚 合黏結纖維之情況下）。或該等活化方法可包含移除液 155283.doc •14· 201142101 體，例如溶劑（例如在諸如矽酸鈉及其類似物之盔機黏入 劑的情況下移除水）。必要時，可藉由熱暴露來幫助藉: 移除溶劑進行該活化。㈣方法之任何組合屬於如本文中 所用之術語活化。 如所提及，若使用熱活化之黏合劑，則無機纖維塾6可 藉由通過活化單元9(例如烘箱或任何其他合適熱源，包括 例如IR光及其類似物）來固結為無機纖維網ι〇。必要時， 可在纖維網1〇離開活化單元9處提供滾筒。該種滚筒可使 纖維網H)至少短暫壓縮。在某些情況下，例如黏合劑在該 網通過滾筒下方時尚未完全冷卻及凝固之情況下，纖維網 可能不完全回彈至其料前厚度。以此方式可改變或設 定纖維賴之最終厚度。在一些情況下，例如需要極厚網 之情況下，可移除該種滾筒。 可使用上述重力佈層方法，隨後固結來產生重力佈層盔 機纖維網。如本文所定義，術語重力佈層無機纖維網音謂 -種非編織網，其中該網之纖維之至少約⑽重量％為益機 纖維且藉由使無機纖維塾固結來製造，該無機纖維塾係藉 由上述方法來製作：藉由纖維分離滚筒之機械作用分離纖 維（例如自所述最初至φ 1 β 取初主y。卩分結塊或聚結狀態），且允許機 械分離之纖維重力降落於收t表面上形餘，並且使任何 剩餘纖維結塊或聚結物（㈣在）再循環以再:欠進行機械分 離製程。在各種實施例中，該網之纖維之至少約90重量。/。 或至少約95重量。/。為無機纖維。 -般技術者應認識到’如本文所定義及描述之重力佈層 155283.doc 201142101 …、機纖維網與習知濕式佈層網之不同之處可在於該網之若 干可量測性質中的任一者或全部。舉例而言，一般技術者 應瞭解，以習知方式製造之濕式佈層網將包含指示濕式佈 層方法之結構特徵，及/或包含各種佐劑（其可包括例如黏 。劑、加工助劑、絮凝劑、消泡劑等），即使該等佐劑僅 以微量存在於最終乾燥網中，其仍可鑑別出從而指示濕式 佈層方法。 一般技術者應進一步認識到，如本文所揭示及描述之重 力佈層無機纖維網與習知梳理網之不同之處可例如在於以 下事實：本文所述之網可包含呈大體隨機纖維取向（相對 於該網之長度及宽度）定向之纖維’與習知梳理網不同， 梳理網通常展現該網之纖維沿著該網之縱向網軸彼此大體 平行定向的組態。在一些情況下’如本文所揭示之重力佈 層無機網與梳理網之不同之處可在於重力佈層網包含具有 與用於製造該網之無機纖維的長度類似（亦即平均至少8〇% 或甚至90%)之長度的無機纖維。相比之下，如以上所討 論，習知梳理方法通常產生無機纖維長度由其梳理前長度 顯著減小（亦即小於80%)之網。該差別可在使用長無機纖 維（其中長在本文中定義為意謂長度為至少約5 cm)時及/或 在使用陶瓷纖維（一般技術者已知其十分脆弱且易碎）時尤 其明顯》重力佈層網可由於類似原因而以類似方式與習知 空氣佈層網（例如藉由Rand〇-Webber型設備製造）類似地區 分。 一般技術者應更進一步認識到，如本文所定義及描述之 155283.doc • 16 - 201142101 重力佈層無機纖維網可與藉由產生及直接收集無機纖維 (例如藉由將礦物熔體供應至旋轉之轉子且直接收集由此 製造的凝固纖維來製造）所製造之無機纖維網區分開。重 力佈層無機纖維網與該等直接收集網之不同之處可例如在 於.重力佈層網相比習知的直接收集無機纖維網包含極少 或不包含丸粒，相比習知的直接收集無機纖維網包含很少 或不包含纖維結塊或聚結物，包含離散長度之纖維（例如 切短纖維），包含兩種或兩種以上不同群體之纖維（例如在 尺寸、長度、組成等方面不同）及/或包含具有與直接收集 法不相容之組成及/或量的顆粒添加劑及/或黏合劑。特定 言之，重力佈層無機纖維網與該等直接收集網之不同之處 可在於該重力佈層網可展現高度橫向網厚度均一性（例如 由該網之橫向網邊至該網甲心之厚度變化可小於丨〇%)。— 般技術者應瞭解，由於熔體形成/直接收集方法之性質， 直接收集網朝向其橫向網邊之厚度通常顯著薄於沿著其中 心線之厚度。 重力佈層無機纖維網在本文中定義為整體網，意謂與由 多個可個別辨別之層的堆疊構成相反，其係由一個連續層 (例如具有大體均一之組成）構成。（可按需要將其他層添加 至該網）。在一些實施例中，如本文所揭示之重力佈層無 機纖維網可包含在約0.5 cm至約20 cm範圍内之厚度。如 本文所定義’無機纖維網之厚度意謂該網第一主表面與第 二主表面之間沿著該網最短尺寸的距離，且可藉由將該網 置於平坦硬表面上且將0.6公尺χ〇·6公尺、2 〇 kg平坦面板 155283.doc 201142101 (例如平坦金屬板）置於該網0.6公尺χ〇·6公尺部分頂上（約 0.54 a克/平方公分之負载）而方便地獲得。該種重量面板 可補償任何厚度變化（例如在試驗規模設備上製造樣品時） 且可提供網之「總體」厚度。（在某些情況下，例如在網 厚度橫向網變化之評估中，可較佳在不存在該種重量下量 測不同網部分之厚度）。除非另外具體指明，否則本文所 有提及纖維墊之所沈積厚度及所有提及纖維網之最終厚度 係指用2 kg面板量測之厚度。 在一些實施例中，無機纖維網之厚度為至少約5 em。厚 度為至少約5 cm之重力佈層無機纖維網進一步詳細論述於 2010年4月13日申請之名稱為THICK INORGANIC FIBER WEBS AND METHODS OF MAKING AND USINGS ^ ^ „ 時專利f請案第61/323,515號（代理人案號663Q7us〇〇2) 中，該文獻以引用的方式併入本文中。 在-些實施例中，該網可包含約G1 gW或U g/em3^ 下之容積密度。在其他實施例t，該網可包含大㈣丨g/cm3 至0.3 gW之容積密度。在其他實施例中，該網可包含大 於〇_3 g/cm3至i.OgW之容積密度。在特定實施例中該 網可包含大於U gW之容積密度。在一些實施例中，如 本文所揭示之重力佈層無機纖維網可包含在約5〇〇 至 約5000 g/m2範圍内之每單位面積重量。 重力佈層無機纖維網10可例如藉由後加工單元丨1進一步 加工’以將網1〇分離為個別製品12。製品12(如圖2之例示 性實施例中所可按指定用途之需要包含任何合適形 155283.doc •18- 201142101 狀、尺寸或組態。特定言之，製品12可適用於如後文詳細 論述之防火應用。 如上所述’網10之纖維之至少約80重量％為無機纖維（例 如含有小於2重量％之碳）。在一些實施例中，該網之纖維 之實質上全部均為無機纖維。一般技術者應瞭解，如此處 及本文其他上下文中所用之術語「實質上全部」並不排除 存在一些極低量（例如0.1重量％或〇·丨重量％以下）之其他纖 維’此可能在例如在使用進行常規清潔程序之大規模生產 設備時發生《如上所述，在本文所揭示之重力佈層無機纖 維網中’將無機纖維機械分離（例如自結塊，若存在）為個 別纖維或至少分離為僅數根纖維之聚結物。因此，根據定 義，重力佈層無機纖維網並不涵蓋無機纖維僅以顆粒、大 量纖維之大體未分離結塊及其類似物形式存在於網中的 網。亦根據定義，重力佈層無機纖維網實質上不含有機填 料，有機填料在本文令定義為意指碎紡織材料、橡膠殘餘 物或來自橡膠輪胎之任何其他材料及其類似物。（此限制 條件並不排除存在任何上述有卿合劑，無論該等有機黏 合劑呈纖維、粉末、乳膠等形式）。 用於本文所揭不之方法及製品的無機纖維可包括任何該 等能夠滿足具體應用所需之效能準則的纖維。該等無機纖 維可選自例如耐火㈣纖維、生物可純㈣纖維、玻璃 纖維…曰無機纖維、礦棉(石棉)、玄武岩纖維及其類似 物。可早獨使用特定類型之無機纖維，或可組合使用至少 兩種或兩種以上不同類型之無機纖維。 155283.doc •19· λ 201142101 在一些實施例中，無機纖維可包含陶瓷纖維《舉例而 言，耐火陶瓷纖維可適於某些應用》合適耐火陶瓷纖維可 由許多商業來源獲得且包括以商品名稱「FIBERFRAX」 之Unifrax，Niagara Falls, NY知曉；以商品名稱 「CERAFIBER」及「KAOWOOL」自 Thermal Ceramics Co·, Augusta, GA知曉；以商品名稱「CER-WOOL」自 Premier Refractories Co.，Erwin，TN知曉；及以商品名稱 「SNSC」自 Shin-Nippon Steel Chemical，Tokyo, Japan知曉 之該等耐火陶瓷纖維。 可能適用之一些陶瓷纖維包括多晶氧化物陶瓷纖維，諸 如富鋁紅柱石、氧化鋁、高鋁鋁矽酸鹽、鋁矽酸鹽、氧化 锆、二氧化鈦、氧化鉻及其類似物❶此類型之特定纖維包 括高鋁結晶纖維，其包含在約67重量％至約98重量°/。範圍 内之氧化鋁及在約33重量％至約2重量％範圍内之氧化矽。 此等纖維可例如以商品名稱「NEXTEL 550」自3M Company、以商品名稱「SAFFIL」自 Dyson Group PLC, Sheffield，UK、以商品名稱「MAFTEC」自 Mitsubishi Chemical Corp.，Tokyo，Japan、以商品名稱「FIBERMAX」自 Unifrax， Niagara Falls，NY及以商品名稱「ALTRA」自 Rath GmbH， Germany購得。 合適多晶氧化物陶瓷纖維進一步包括鋁硼矽酸鹽纖維’ 其較佳包含在約55重量％至約75重量％範圍内之氧化鋁、 在小於約45重量％至大於〇重量％(較佳小於44重量％至大於 〇重量％)範圍内之氧化矽及在小於25重量°/〇至大於0重量 155283.doc •20- 201142101 (IM圭約1重里/。至約5重量％)範圍内之氧化硼（分別在 Ah〇3 Si〇2及ΙΑ之理論氧化物基礎上計算）。該等纖維 較佳為至夕50重量。/。結晶’更佳至少75重量％結晶且最佳 約100重量％結晶（亦即結晶纖維）。紹财酸鹽冑維可例如 以商。〇名稱「NEXTEL 312」及「NEXTEL 44〇」自3M Company購得。 二二實施例中，無機纖維可包含由溶膠凝膠法獲得之 陶竞纖維’其中該等纖維係藉由紡絲或擠壓纖維或其前驅 構成、，且刀的洛液或分散液或大體黏稠濃縮物來形成。 在-些實施例中’所用無機纖維可包含經熱處理的陶瓷纖 維有時稱為退火陶究纖維，例如美國專利第5,250,269號 中所揭示。 可早獨使用特㈣型之陶竞纖維；或可組合使用至少兩 種或兩種以上不同類型之H纖維。在各種實施例中，陶 究纖維可與任何其他所需無機纖維或有機纖維摻合，包括 生物可溶性纖維、玻璃纖維、玄武岩纖維、礦棉纖維、無 機黏合劑、雙組分纖維等。 ，在—些實施例中，無機纖維可包含生物可溶性纖維（亦 ^身體可洛性纖維）’例如生物可溶性陶竟纖維。在一 些貫施例中，該網之無機纖維之實質上全部均為生物可溶 性陶瓷纖維。在其他實施例中，該網之纖維之實質上全部 :句為生物可溶性陶瓷纖維。如本文中所用，生物可溶性纖 、准係指可在生理介質或模擬生理介質中分解之纖維。生物 可溶性纖維通常可在約1年以内溶解於或實質上溶解於生 155283.doc •21· 201142101 理介質中。如本文中所用之術語「#質上溶解」係指至少 約75重量％之纖維溶解。另一種估計纖維之生物可溶性之 方法係基於纖維之組成。舉例而言’德國提出一種基於致 癌性指數（職）之分類法。KI值係藉由累加驗金屬氧化物 及驗土金屬氧化物之重量百分比且減去無機氧化物纖維中 兩倍氧化銘重量百分比來計算。生物可溶性無機纖維通常 具有約40或40以上之KI值。 適用於本發明之生物可溶性無機纖維可包括無機氧化 物，諸如Na2〇、K2〇、Ca〇、Mg〇、ρ2〇5、卬〇、㈣或 其與二氧化矽之組合。其他金屬氧化物或其他陶竞成分可 包括於生物可溶性無機纖維中，儘管此等成分自身缺乏所 需溶解度而是以足夠低之量存在，使得該等纖維總體上在 生理介質中仍可分解。該等金屬氧化物包括例如Ah。〗、 Ti〇2、Zr〇2、B2〇3及鐵氧化物。生物可溶性無機纖維亦可 包括使得該等纖維可在生理介質或模擬生理介質中分解之 量的金屬組分。 在一實施例中，生物可溶性無機纖維包括二氧化矽、鎂 及鈣之氧化物。此等類型之生物可溶性陶瓷纖維可稱為例 如矽酸鎂鈣纖維或鹼土金屬矽酸鹽礦棉等。矽酸鎂鈣纖維 通常含有小於約10重量％之氧化鋁。在一些實施例中，該 等纖維包括約45重量％至約9〇重量％之以〇2、至多約45重 量％之CaO、至多約35重量％2Mg0及小於約1〇重量％之 Ah。3。舉例而s ’該等纖維可含有約55重量％至約75重量 %iSi〇2、約25重量％至約45重量％之(^〇，約i重量％至約 155283.doc -22· 201142101 1〇重量％之MgO及小於約5重量％之入12〇3。 在另一實施例中’生物可溶性無機纖維包括二氧化矽及 氧化鎂之氧化物。此等類型之纖維可稱為矽酸鎂纖維。矽 酸鎂纖維通常含有約60重量％至約90重量。/。之Si02、至多 約35重量％iMgO(通常約15重量％至約3〇重量％iMgO)及 小於約5重量％之Α12〇γ舉例而言，該等纖維可含有約7〇 重量％至約80重量。/〇之Si02、約1 8重量％至約27重量％之 MgO及小於約4重量％之其他微量元素。合適生物可溶性 無機氧化物纖維描述於例如美國專利第5,332,699號（Olds 等人）；第 5,5 85,3 12 號（Ten Eyck 等人）；第 5,714,421 號 (Olds等人）；及第5,874,375號（Zoitas等人）中。可使用各種 方法來形成生物可溶性無機纖維，包括（但不限於）溶膠凝 膠形成、晶體生長法及熔融成形技術（諸如紡絲或吹製）。 生物可溶性纖維可例如以商品名稱r IS〇FRAx」及 INSULFRAX」自 Unifrax Corporation，Niagara Falls, NY ’ 以商品名稱「SUPERMAG 1200」自 Nutec Fibratec，

Monterrey，Mexico 及以商品名稱「SUPERWOOL」自 Thermal Ceramics，Augusta，GA 購得。舉例而言， SUPERWOOL 607」生物可溶性纖維含有60重量％至7〇 重量％之Si02、25重量％至3 5重量°/◦之CaO、4重量％至7重 量〇/〇之MgO及微量a12〇3。舉例而言，「SUPERWOOL 607 MAX」生物可溶性纖維可在略微較高的溫度下使用，其含 有60重量％至70重量％之si〇2、16重量％至22重量％之

CaO、12重量％至19重量％之Mg〇及微量Al2〇3。 155283.doc -23- 201142101 維網6 f軸_ ’右生物可純H纖维存在於無機纖 ’則其可㈣網之無機纖維的至少約2G重量％、至 重里/。至彡約80重量％、至少約9〇重量％或至少 物重量％。可單獨使用特定類型之生物可溶性纖維；或 :、,·吏用至夕兩種或兩種以上不同類型之生物可溶性纖 )在-些實施例中，生物可溶性H纖維可為長纖維 (亦即至少約5⑽長）。在各種實施例中，生物可溶性陶莞 纖維可與任何其他所需無機纖維或有機纖維摻合，包括耐 火陶竟纖維、玻璃纖維、玄武岩纖維、礦棉纖維、無機黏 合劑、雙組分纖維[使用生物可溶性陶究纖維之重力佈

層無機纖維網組成進一步詳細論述於2〇1〇年4月13日申請之 名稱為 inorGANIC FIBER WEBS c〇mprising ㈣s〇L=LE ceramic fibers, and methods of making and using 的美國臨時專利巾請案第則23,526號（代理人案號如刪驗) 中’該文獻以引用的方式併入本文中。 在一些實施例中，無機纖維可包含玻璃纖維。在特定實 施例中，無機纖維可包含矽酸鎂鋁玻璃纖維。可使用之矽 酸鎂鋁玻璃纖維的實例包括具有10重量％與30重量％之間 之氧化鋁、52重量◦/〇與70重量。/◦之間之氧化矽重量％與 12重量。/。之間之氧化鎂的玻璃纖維（以A12〇3、Si〇2及Mg〇 之理論量計）。應進一步瞭解矽酸鎂鋁玻璃纖維可含有其 他氧化物’例如氧化鈉或氧化鉀、氧化硼及氧化辦。碎酸 鎮銘玻璃纖維之具體實例包括E型玻璃纖維，其通常具有 約 55〇/〇 Si02、15% Al2〇3、7% B2〇3、19〇/〇 Ca0、3% Mg〇 155283.doc -24- 201142101 及1%其他氧化物之組成；S及S-2型玻璃纖維，其通常具有 約65% Si〇2、25。/。Al2〇3及10% MgO之組成；及R型玻璃纖 維’其通常具有 60% Si02、25% Al2〇3、9% CaO 及 6%

MgO之組成^ E型玻璃、S型玻璃及S-2型玻璃可自例如

Advanced Glassfiber Yarns LLC獲得且 R型玻璃可自 Saint-

Gobain Vetrotex獲得。該等玻璃纖維可為切短玻璃纖維， 且可一般不含丸粒，亦即具有不超過5重量％之丸粒，在 一些實施例中’可使用經熱處理之玻璃纖維。可單獨使用 特定類型之玻璃纖維；或可組合使用至少兩種或兩種以上 不同類型之玻璃纖維。在各種實施例中，玻璃纖維可與任 何其他所需無機纖維或有機纖維摻合，包括陶瓷纖維、生 物可溶性纖維、玄武岩纖維、礦棉纖維、雙組分纖維等。 在一些實施例中，無機纖維可包含玄武岩纖維，其通常 藉由溶融及擠壓玄武石以形成纖維來製造。由於該等纖維 來源於礦物’故該等纖維之組成可變化但一般具有約4 $重 量％至約55重量％之Si〇2、約2重量。/〇至約6重量％之鹼金 屬、約0.5重量％至約2重量。/。之Ti〇2、約5重量％至約14重 量％之FeO、約5重量％至約12重量％之Mg〇、至少約14重 量0/〇之八丨2〇3及通常接近約1〇重量。/。之Ca〇之組成。該等纖 維通常不含丸粒，或含有極低量丸粒（通常小於i重量％)。 在各種實施例中’長玄武岩纖維可具有例如約1微米至約 50微米、約2微米至約14微米或約4微米至約1〇微米之平均 直徑。玄武岩纖維通常具有5微米至22微米範圍内之直 徑。該等纖維在製造時可為大體連續的，及/或可切短至 155283.doc •25- 201142101 所需長度，其中本文所用之術語長玄武岩纖維表示至少約 5⑽長之玄武岩纖維。該等長玄武岩纖維可例如自 Sudaglass Fiber Technology, Houston, TX^Kamenny Vek Dubna，Russia購得。由於其長度，長玄武岩纖維可有利地 增強無機纖維網之強度，同時提供比例如玻璃纖維高的耐 咼溫性且同時比例如一些陶瓷纖維低的脆性。在各種實施 例中’長玄武岩纖維可與任何其他所需無機纖維或有機纖 維摻合，包括陶究纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦 棉纖維、雙組分纖維等，在各種實施例中，若長玄武岩纖 維存在於該網中，則其可佔該網之無機纖維的至少約2重 量。/。、至少約5重量％或至少約1〇重量％。在其他實施例 中，長玄武岩纖維可佔該網之無機纖維的至多約9〇重量 %、至多約70重量％或至多約5〇重量％。在又其他實施例 中，該網之無機纖維的實質上全部均為玄武岩纖維。包含 玄武岩纖維之重力佈層無機纖維網組成進一步詳細論述於 2010年4月13日申請之名稱為IN〇RGAmc fiber webs

COMPRISING LONG BASALT FIBERS，AND METHODS OF MAKING AND USING的美國臨時專利申請案第 61/323,531號（代理人案號66309us〇〇2)中，該文獻以引用 的方式併入本文中。 在一些實施例中，無機纖維可包含礦棉，亦稱為石棉或 淺棉。礦棉可由多種來源獲得，例如R〇ck w〇〇i Manufacturing Co.，Leeds，AL。該材料可例如由再加工熔 渣來製造，且通常以相當短的纖維長度（例如丨公分或i公 155283.doc -26- 201142101 分以下）獲得。由於其纖 . e 纖、准長度一般較短，故將礦棉與至 :、二長之長無機纖維(例如長玄武岩纖維、長玻璃纖 斑右μ、& 纖維及/或長陶竟纖維（若可獲得）)及/或 與有機或無機黏合劑摻 若礦棉鏞…幫助。在各種實施例中， /h ...... "在於邊網中’則其可佔該網之無機纖維的至 v約30重里％、至少約5〇重量％或至少約8〇重量％。在其 他實施例中，礦棉纖維可佔該網之無機纖維的至多約100 重量％ '至多約9 0重量％或至多約8 5重量％。 。。可或王社述-般類別及特定類型與組成之無機纖維 可單獨或與本文所述之一或多種其他無機纖維組合用於本 文所揭示之重力佈層無機纖維網中。料，任何或全部本 文所述之無機纖料單獨或與—或多種本文所述之無機黏 合劑及/或有機黏合劑組合使用。 在各種實施例中，無機纖維可具有例如約〗微米至約5〇 微米、約2微米至約14微米或約4微米至約1〇微米之平均直 徑。在各種實施例中，無機纖維可具有約〇 〇1爪爪至⑺❹。瓜、 約1 mm至約30 cm或約0.5 cm至約10 cm之平均長度。在特 定實施例中，至少一些無機纖維可為長無機纖維，意謂至 少約5 cm長》當需要藉由針刺至少部分固結無機纖維網 時’該等長無機纖維可尤其適用。在一些實施例中，具有 不同平均長度之纖維可組合為摻合物《在特定實施例中， 重力佈層無機纖維網可用短（亦即約1 cm或1 cm以下）無機 纖維及長（亦即約5 cm或5 cm以上）無機纖維之摻合物製 造。短纖維及長纖維可包含相同组成；或短纖維可包含— 155283.doc -27- 201142101 種材料（例如短陶瓷纖維、礦棉等）且長纖維可包含另一種 材料（例如長生物可溶性陶瓷纖維、長玄武岩纖維、長玻 璃纖維等）。 重力佈層無機纖維網可含有任何合適無機顆粒添加劑， 其可藉由本文先前所揭示之方法引入成形室2中且與無機 纖維3摻合（例如大體均一掺合）並保持在固結纖維網1〇内 (例如與無機纖維3黏結）。在各種實施例中，該等添加劑可 以乾燥形式與纖維3 —起引入成形室2中（例如經由纖維輸 入裝置3 1)’或可以乾燥形式單獨引入成形室2中（例如經由 顆粒輸入裝置22)。在其他實施例中，該等添加劑可藉由 液體載體載運（例如以懸浮液、溶液、分散液、乳膠等形 式）引入成形室2中。該種液體載體可在纖維引入成形室2 中之别喷灑於纖維上（例如經由液體喷灑單元32)。或者， 該液體載體可直接喷灑於成形室2中。載液可例如藉由蒸 發自墊6中移除，例如藉由穿過烘箱或其類似物輔助蒸 發。若將顆粒添加劑21以乾燥形式引入成形室2中，則可 能需要將液體（例如水）引入成形室2中（無論藉由將其沈積 於纖維3上，抑或藉由將其喷灑於成形室2中），以增強顆 粒添加劑21與纖維3之分散及接觸。 在各種實施例中，無機顆粒添加劑可具有至少約0.1微 米、至少約0.5微米、至少則』微来或至少約2 〇微米之平 均粒徑。在其他實施例中，無機顆粒添加劑可具有至多約 1000微米、至多約500微米、至多約2〇〇微米 微米、至多約100微米、至多約50微米或至多 、至多約100 約10微米之 155283.doc -28· 201142101 平均粒徑。 加劑 合物 w各種實施例中’無機顆粒添加劑包含一或多種膨脹添 或多種吸熱添加劑、一或多種絕緣添加劑及其混 在二實施例中’無機顆粒添加劑可包含一或多種無機 膨脹添加劑。適用於製造膨脹網之膨服材料包括（但；、限 於）可膨脹短石、經處理之可膨脹經石、經部分脫水之可 膨膜經石、可料珍珠岩、可膨脹^墨、可㈣水合驗金 屬矽酸鹽（例如可膨脹粒狀矽酸鈉，例如美國專利 4’273,879中所述之一般類型且可例如以商品名稱 EXPANTROL」自 3M Company，St. PaiU，MN獲得）及其 此合物。(在此情形中，將石墨視為無機物)。特定市售膨 脹添加劑之實例為可以商品名稱grafguard 夏他 50 自 UCAR Carbon Co.，inc.’ Cieveiand，〇H購得之可膨脹 石墨片。在各種實施例中’以無機纖維網之總重量計，可 存在0、至少約2重量％、至少約5重量％、至少約1〇重量 %、至少約20重量％或至少約3〇重量％之膨脹添加齊卜在 其他實施例中，以無機纖維網之總重量計，可存在至多約 80重量。/。、至多約60重量％或至多約5〇重量％之膨脹添加 劑。膨脹添加劑可與任何合適無機纖維組合，包括例如陶 堯纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉、玄武岩纖維 等。 在一些貫施例中，無機顆粒添加劑可包含一或多種無機 吸熱添加劑。合適吸熱添加劑可包括例如能夠例如在 155283.doc -29- 201142101 20(TC與6〇(TC之間的溫度下釋出水（例如水合水）之任何無 機化合物。合適吸熱添加劑可因此包括諸如氮氧化叙、氣 氧化鎂及其類似物之材料。可單獨使用特定類型之吸熱添 加劑；或可組合使用至少兩種或兩種以上不同類型之吸轨 添加劑。在各種實施例中，以無機纖維網之總重量計，可 存在〇、至少約2重量％、至少約5重量％、至少約1〇重量 %、至少約20重量％或至少約3〇重量％之吸熱添加劑。吸 熱添加劑可與任何合適無機纖維組合，包括例如陶竞纖 維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉、玄武岩纖維等，， 且亦可與任何合適膨脹添加劑組合。 在-些實施例中’無機顆粒添加劑可包含一或多種盔機 絕緣添加劑》合適絕緣添加劑可包括例如當存在於無機纖 維網中時，可增加該網之絕埶性質而& .，、、Γ生買而例如不會不可接受地 曰加該網之重量或密度的任何無機化合物。包含㈣較高 孔隙率之無機顆粒添加劑可尤其適於此等目的 ^加劑可包括諸如煙霧狀二氧化石夕、沈殿二氧化石夕、石夕萍 、^土、膨脹珍珠岩1酸鹽黏土及其它黏土、石夕 :破瑪泡、陶究微珠、滑石及其類似物之材料。（一^ =瞭解，絕緣添加劑與例如某些吸熱或膨張添力； <间1成不存在明顯分界線）。可單 緣添加特定類型之絕 :，或可組合使用至少兩種或兩種以上不同類型之 叶緣=劑。在各種實施例中，以無機纖維網之總重量 ;。重在。、至少約5重量％、至少約10重量。心至少約 重量/。、至少約40重量％或至 υ重里％之絕緣添加 155283.doc 201142101 劑。、絕緣添加劑可與任何合適無機纖維组合，包括例如陶 瓷纖維、生物可溶性纖維、破璃纖維、礦棉、玄武岩纖維 等’亦可與任何合適膨脹添加劑及/或吸熱添加劑組 合0 -般技術者應瞭解’本發明方法使得能夠以與任何本文 所述黏合劑、膨脹添加劑、吸熱添加劑及/或絕緣添加劑 ，各種、.且a製4多種包含多種纖維組成及纖維性質（例如 纖）直裣及/或長度)的重力佈層無機纖維網。如本文所揭 示之任何重力佈層無機纖維網可用於多種防火應用中。 在圖3中以例示性方式展示之類型的一些實施例中重 力佈層無機纖維網可形成為防火製品12 ’該防火製品。可 至少部分插人穿透開口5()1(例如在諸如建築牆壁或天花板 之隔板5G2中）中’以便增強該開口之防火性。該種防火製 时可單獨使用’或以若干該等製品之組合形式（如圖3)使 用，及/或與其他防火設備（諸如套筒、套環、配件、蓋、 填縫劑、膠黏水泥及其類似物）組合使用。在一些實施例 中，該種防火製品可為防火枕512，例如由可以商品名稱 3M FIRE BARRIER PILL〇W| 3M 獲得之產品例 不的般類型。在其他實施例中，該種防火製品可為防火 包裝材料513，例如由可以商品名稱3M FIRE barrier PACKING MATERIAL自3M Company獲得之產品例示的- 般類型。 在圖4中以例示性方式展示之類型的一些實施例中，重 力佈層無機纖維網可形成為防火製品12，該防火製品12可 155283.doc -31· 201142101 至J部分環繞諸如管道601之伸長物件，以便增強該物件 之防火性。在—些實施例中，防火製品12可為防火可撓性

1€ 612，例如由可以商品名稱3M FIRE DucT WRAP 615自3M Company獲得之產品例示的一般類型。在 一些實施例中，如本文所揭示之防火可撓性氈包含至少約 5 cm之厚度。 在圖5中以例示性方式展示之類型的一些實施例中，重 力佈層無機纖維網可形成為防火製品12，該防火製品12可 至少部分環繞伸長物件，諸如管線、槽板、電纜托盤、管 道、護罩、結構鋼樑等；或大體對準之伸長物件7〇3之集 σ，諸如一組缓線或電線及其類似物。該種防火製品可至 少部分環繞（其中環繞不侷限於環形幾何形狀）物件之至少 一部分伸長長度。防火製品，諸如可撓性條帶712(亦通常 稱為可撓性墊或可撓性包裹物），可尤其適於此作用。在 本發明上下文中，防火可撓性條帶可視為厚度小於i cm之 可撓性製品，而防火可撓性氈視為厚度為丨cm或丨以上 之可撓性製品。一般技術者應瞭解，在一些情況下，該等 可撓性條帶可直接應用於一或多種伸長物件之外表面上。 在其他情況下，尤其在物件703之集合之伸長物件穿過隔 板702中之穿透開口 701的彼等情況下，可安置一或多個該 等可撓性條帶712，使其不與伸長物件或物件直接接觸。 舉例而言，可將一或多個條帶712環狀安置於穿透開口 7〇ι 内表面與一或多個經此穿透開口穿透之伸長物件7〇3外表 面之間的間隙中，以便不與該等物件接觸（如在圖5之例示 155283.doc -32· 201142101 性配置中）。在一些實施例中’防火製品可為例如由可以 商品名稱 INTERAM ULTRA GS、3M INTERAM ENDOTHERMIC MAT E-5A及INTERAM MAT 1-10 自 3M Company獲得之產品 例示之一般類型的防火可撓性條帶。 一般技術者應瞭解，具有特定組成及/或性質之重力佈 層無機纖維網可尤其適於某㈣火應用。；見將論述一些該 等防火應用，但不欲為詳盡論述或具限制性、 在二實施例中，^無機纖維網用作包裝材料或可撓性 氈時，其可包含-或多種無機顆粒添加劑，例如膨膜添加 劑、吸熱添加劑、絕緣添加劑或其混合物。在特定實施例 中，膨脹添加劑包含可膨騰石墨。在一些實施例中，可使 用有機黏合劑或無機黏合劑來增強無機顆粒添加劑在該網 中之保持。在—些實施例中，無機纖維網可包含小於約 5%之有機黏合劑、小於約2% 有機黏合劑、小於約丨％之 有機黏合劑、小於約〇 5%之 有機黏&劑、小於約0.2°/。之有 機黏σ劑，或可實質上 τ . Α 畀機黏合劑（在所有情況下， 除了作為黏合劑存在的任何聚入 具有任何聚合有機纖维）。在二:，·，’無機纖維網不 包含礦棉與破璃纖维及/或與玄列申’無機纖維可 些實施例中，1機纖唯 '、石’·.维之摻合物。在- ‘，·、機纖4包含H纖維與破璃鏞維月B 與玄武岩纖维之摻合物。在__ ㈣纖维及/或 含至少一此生物·5ρ ω ^歹中，無機纖维可包 二生物了洛性陶瓷纖維。在 之無機纖維的實質上全 "他貧細例令，該網 些實施例中，無機纖 度陶£纖維。在一 網及包含其之包裝村料可手撕。在 1552S3.doc -33 - 201142101 一些實施例中，包含無機纖維網之防火可撓性氈可包封於 含金屬面（例如金屬箔、金屬化聚酯薄膜或其類似物）内。 在一些實施例中，當無機纖維網用作可撓性氈時，其可為 至少5 cm厚。 在一些實施例中，當無機纖維網用作枕或可撓性條帶 時’其可包含一或多種無機顆粒添加劑，例如膨脹添加 劑、吸熱添加劑、絕緣添加劑或其混合物。在特定實施例 中’膨脹添加劑包含可膨脹石墨(在其他實施例中，無機 纖維實質上不含石墨）。在一些實施例中，膨脹添加劑由 可膨服粒狀石夕酸納組成。在-些實施例中，膨脹添加劑包 ，石。在一些實施例中’可使用有機黏合劑或無機黏合 ;來=無機顆粒添加劑在該網中之保持。在-些實施例 中，無機纖維可包㈣棉與玻_維或玄武岩纖維之捧合 二：：！實施例中’無機纖維可包含陶究纖維與破璃纖 ^石纖維之摻合物。在一些實施例中，無機纖維可 二二一 Γ物可溶性陶莞纖維，他實施例中，該 在一此〜的實質上全部均為生物可溶性㈣纖維。 至少5二，:’當無機纖维網用作防火枕時，其可為 開口之防火性。H實㈣中，可使用多個枕來增強穿透 在一歧實施例Ϊ 施例令，該等枕可彼此連接。 可包含―或多種益機^無機纖維網用作可挽性條帶時，其 添加劑、絕緣添加劑二：’：如膨脹添加劑、吸熱

添加劑包含可膨脹石黑::在一些實施例W ^ 些貫施例中，吸熱添加劑包 155283.doc -34· 201142101 3氣氧化紹°在—些實施例中’無機纖維可包含至少一此 二陶瓷纖維。在其他實施例中，該網之無機纖維 、質上全部均為生物可溶性陶瓷纖維。在一些實施例 中，當無機纖維網用作可撓性條帶時，其可包含—種面 該面可為含金屬面，諸如金屬羯、金屬化聚醋薄媒層或其 類似物。在—些實施例中’該面含有黏著劑層以促進該條 帶與物件或表面之附著。在任何以上用途(例如枕、包裝 材料、可撓性條帶、可撓性&)中，無機纖維網均可為 刺網。 'τ 在無機纖維網含有一或多種膨脹添加劑之防火製品中， 在各種實施財，無機纖維網可在i露於足夠高溫時厚度 能夠膨脹至少5〇%、_%或細％(但在使用中之實際膨= 可能受到該膨脹之可用空間限制）。 .在-些實施例中，本文所揭示之方法可與熔融成形無機 纖維（例如生物可溶性陶瓷纖維）之方法組合使用。該等方 法進一步詳細論述於2010年4月13日申請之名稱為 METHODS OF MAKING IN〇RGANIC FmER WEBs之美國 臨時專利申請案第61/323,416號（代理人案號663〇4us〇〇2) 中，該文獻以引用的方式併入本文中。在一些實施例中， 如本文所揭不之成形室可組合使用（例如串聯），例如以便 展開某些無機纖維及/或以便產生多層重力佈層無機纖維 網。該等方法進一步詳細論述於2〇1〇年4月13日申請之名

稱為 INORGANIC FIBER WEBS AND METHODS OF MAKING AND USING之美國臨時專利申請案第61/323,474號（代理人 155283.doc •35· 201142101 案號66306US002)中’該文獻以引用的方式併入本文中。 例示性實施例清單 實施例1 · 一種製造重力佈層無機纖維網之方法，其包 含：將無機纖維引入成形室中，該成形室包含以至少一列 設置於該成形室中複數個纖維分離滾筒，且其包含移動環 形帶式篩網；用纖維分離滾筒機械分離至少一些無機纖 維；藉由移動環形帶式篩網捕捉無機纖維之任何剩餘聚結 物且將所捕捉之聚結物送回纖維分離滾筒，以藉由纖維分 離滾筒機械分離；以重力佈層無機纖維墊形式收集機械分 離之無機纖維；將重力佈層無機纖維墊自成形室移出；及 固結重力佈層無機纖維墊以形成重力佈層無機纖維網。 實施例2.如實施你"之方法，其中該方法包含將至少兩 種不同類型之無機纖維引入該成形室中且在該成形室内掺 合該等纖維’以便收集包含至少兩種不同類型無機纖維之 摻合物的重力佈層無機纖維墊。 實施例3 ·如實施例1 _2 φ & _5 . 貝抛例1 2中任一項之方法，其中該固結包 含針刺。 實施例4.如實施例…任―項之方法其進—步包含

將至少’合劑添加至該等無機纖維或該重力佈層無機 纖維墊中’其中該固結包含活化該黏合劑。I 實施例5. 劑。 如實施例4之方法， 其中該黏合劑為無機黏合 實施例6.如實施例4_5中 ^ _ 峭之方法，其中在活化該 黏σ劑之别針刺該無機纖維墊。 155283.doc • 36 · 201142101 實施例7.如實施例w中任一項之方法，其進…八 將至少-種無機顆粒添加劑引入該成形二：3 劑與該等無機纖維。 至中且捧合该添加 實施例8.如實施例7 含膨脹添加劑。 U錢機顆粒添加劑包 實施例9.如實施例7 _ 8中任一 粒添加劑包含吸孰斤加齑丨& 、、中該無機顆 及熱添加劑’遠吸熱添加劑包含在200。。盎 600 C之間的溫度下能夠釋出水之無機化合物。 、 實施例H). %實施例7·9中任一項之方法，其中該無機 顆粒添加劑包含絕緣添加劑。 實施例U.如實施例7_1()中任—項之方法，其進一步包 含將至少-種黏合㈣人該成形室中且摻合該黏合劑與該 等無機纖維及該無機顆粒添加劑，且其中該固結用於使該 無機顆粒經由該黏合難合於該無機纖維網内。 實施例12. ”施例Ml中任-項之方法，其進一步包 含將該無機纖維網路分離為個別製品。 實施例13. —種重力佈層無機纖維網。 實施例14·如實施例13之無機纖維網，其中該網為包含 至少兩種類型無機纖維之摻合物的摻合纖維網。 實施例15· 士口實施例13_14中任一項之無機纖維網，其 中該網之纖維的實質上全部均為無機纖維。 實施例16·如實施例13_15中任一項之無機纖維網，其 中該網之無機纖維的約20重量％至約95重量％為生物可溶 性陶瓷纖維。 I55283.doc -37- 201142101 幻17.如實施例13·16中任一項之無機纖維網，其 維^.之無機纖維的實質上全部均為生物可溶性陶瓷纖 • 'U 8.如贯施例〗3·丨6中任一項之無機纖維網，其 二網之無機纖維的至少約5重量％為長玄武岩纖維。 —例19.如實施例13-16及18中任一項之無機纖維 ^八中5請包含生物可溶性陶究纖維與選自由長玻壤纖 隹長玄武石纖維組成之群之長無機纖維摻合，其中該網 之‘”、機纖維的約20重量％至約95重量％為生物可溶性陶瓷 纖維且其中該網之無機纖維的約5重量％至約2G重量％為長 無機纖維。 實施例20·如實施例13_16及18中任一項之無機纖維 、用7中該網包含礦棉與選自由長玻璃纖維及長玄武岩纖 維組成之群之長無機纖維摻合’其中該網之無機纖維的約 重量％至約95重量％為礦棉纖維，且其中該網之無機纖 維的約5重量％至約6〇重量％為長無機纖維。 實施例21.如實施例13_2〇中任一項之無機纖維網，其 中士少-些該等無機纖維為至少5cm長的長無機纖維。 實施例22.如實施例13_21中任一項之無機纖維網，其 中^網包含至多約1 em長之短無機纖維與至少約5 cm長之 長無機纖維的摻合物。 實施例23.如實施例13_22中任一項之無機纖維網，其 中該網包含有機黏合劑。 實施例24·如實施例23之無機纖維網，其中以該無機纖 155283.doc • 38 - 201142101 維網之總重量計，該有機黏合劑包含以約〇5重量％至約5 重量％存在之雙組分有機聚合纖維。 實施例25. #實施例13_22中任一項之無機纖維網，其 中該網貫質上不含有機黏合劑。 • 冑施例26. 士。實施例⑽中任-項之無機纖維網，其 • 中該網包含無機黏合劑。 實施例27. >實施例⑽中任一項之無機纖維網，其 中該網為針刺網。 實施例28. >實施例13_27中任一項之無機纖維網，其 中該網包含無機顆粒添加劑。 實施例29. >實施例28之無機纖維網，其中該無機顆粒 添加劑包含膨脹添加劑。 實施例30.如實施例29之無機纖維網，其中該膨脹添加 劑包含可膨脹石墨。 實施例31.如實施例3Q之無機纖維網，其中以該無機纖 維網之總重量計，該網包含約1〇重量％至約5q重量％之可 膨脹石墨。 實施例32.如實施例29_31中任一項之無機纖維網，其 • 中該膨脹添加劑包含可膨脹矽酸鈉。 • 實施例33·如實施例28·32中任-項之無機纖維網，其 中該無機顆粒添加劑包含吸熱添加劑，該吸熱添加劑包含 在·。c與60(rc之間的溫度下能夠釋出水之無機化合物。 實施例34·如實施例33之無機纖維網，其中以該無機纖 維網之總重量計，該網包含約重量％至約⑽量％之吸 155283.doc •39· 201142101 熱添加劑。 其 實施例35.如實施例28-34中任一馆夕Jd4 α ^ Τ仕項之無機纖維網 中δ亥無機顆粒添加劑包含絕緣添加劑。 其 實施㈣·如實施例13-35中任一項之無機纖維網 中5亥網之厚度大於5 cm。 Μ 實施例37·如實施例13_36中任_項之無機纖維網，^ 中存在於該無機纖維網中之任何長無機纖維具有用於製2 該無機纖維網之長無機纖維之長度之平均至少8〇%的: 度。 實施例38.如實施例13-28及33-37中杯一僅士 —，d 任一項之無機纖角 網’其中該網實質上不含膨脹添加劑。 實施例39· —種增強隔板中之穿透開口之防火性的2 法，該方法包含：將至少一個包含如實施例13 38中任_ 項之重力佈層無機纖維網的製品至少部分插入該穿透開c 中〇 實施例40,如實施例39之方法，其中該製品為防火包裝 材料。 實施例4i.如實施例40之方法，其中該無機纖維網及包 含其之包裝材料可手撕。 實施例42.如實施例39之方法’其中該製品為防火枕。 實施例43.如實施例42之方法，其包含將複數個該等製 品至少部分插入該穿透開口中。 實施例44.如實施例43之方法’其中該等製品可彼此連 接。 155283.doc •40- 201142101

性條帶。 其中δ玄製品為防火可繞

部分伸長長度。

部分安置於套筒内作為該穿透開 其中該可撓性條帶至少 之擋火設備的部分。 實施例49. 一種增強伸長物件或大體對準之伸長物件集 合之防火性的方法，該方法包含：用至少一個包含如實施 例13-38中任一項之重力佈層無機纖維網之製品沿著該物 件或物件集合之至少一部分伸長長度至少部分環繞包覆該 物件或物件集合。 其中s亥製品為防火可撓 實施例50·如實施例49之方法 性魅。 實施例51.如實施例50之方法，其中該伸長物件為管道 且其中該可撓性氈與該管道接觸安置且沿著該管道之至少 一部分伸長長度完全環繞包覆該管道。 實施例52.如實施例50之方法，其中該可撓性鼓包封於 含金屬面内。 實施例53.如實施例49之方法，其中該伸長物件或大體 對準之伸長物件集合包含一或多種纜線、電線、管線、样 155283.doc 41 201142101 且其中該製品為 板、電纜托盤、管道、護罩或結構鋼樑， 防火可撓性條帶。 實施例54.如實施例53之方法’其中該可撓性條帶與該 伸長物件的至少一部分或該伸長物件集 王> 一個伸 長物件的至少一部分接觸。 其中該可撓性條帶包含 其中該可撓性條帶包含 實施例55.如實施例53之方法 含金屬面。 實施例56·如實施例53之方法 含黏著劑面。 實例 實例1 使用圖1中所描繪之一般類型的設備。以與圖1中所示類 似之方式，該設備包含成形室，具有兩列纖維分離旋轉 (角釘)滾筒彼此靠近安配在該室上部且具有兩列角釘滾筒 彼此靠近安配在該室下部。各列含有五個角釘滾筒。以與 圖1中所示類似之方式，環形帶圍繞該室内部運轉，在上 部及下部角釘滾筒列組之間經過。該帶包含固體金屬板 條，其中其長軸相對於該帶移動方向呈橫向定向，具有間 隔以便提供約1吋寬度之橫向延伸通孔（在該帶移動方向 上）。成形室底部包含約75 〇111長（在成形纖維墊移動方向 上）及約60 cm寬之區域。配置載體（環形透氣帶）以沿著成 形室底部水平經過。該載體約60 cm寬，大體匹配成形室 底邛之寬度’且可在成形室底部長軸之方向上移動。將拋 棄式透氣紙（基本重量在每平方公尺約18公克之範圍内）置 155283.doc -42· 201142101 於該載體上表面。 生物可溶性陶瓷纖維以商品名稱SMG 1200自Nutec/ Fibratec(Monterrey，Mexico)獲得。供應商報導生物可溶性 陶瓷纖維為非晶形矽酸鈣鎂纖維，其具有約20 cm之標稱 纖維長度及約3 μιη之標稱纖維直徑（在品質上，原樣纖維 似乎短於標稱長度）。玄武岩纖維以商品名稱BCS13-KV12 自 Dubna，Moscow, Russian Federation 之 Kamenny Vek 獲 得。供應商報導玄武岩纖維為切短纖維，其具有約6 4 cm 之標稱纖維長度及約13 μιη之標稱纖維直徑^ (玄武岩纖維 藉由第一遍穿過該成形室而展開，隨後如下所述進行加 工）。可膨脹石墨以商品名稱NORD-MIN 3 5 1自>}〇1^11^1111-Rassmann，Hamburg，Germany獲得。雙組分有機聚合物（點 合劑）纖維以商品名稱131-00251自Stein Fibers(Albany， NY)獲得。供應商報導纖維為55 mm標稱長度之聚酯/共聚 酯2丹尼爾纖維。 在進行實驗時，獲得纖維（例如以捆包中之散纖維形式） 且量測出適量纖維並手動放置於進料傳送帶上。在容納設 備之房間中使用水霧器以減少靜電便於處理纖維。傳送帶 開始移動且將纖維運送至包含含有單組兩個角釘滾筒之$ 的纖維進料站。將纖維拉進該室，穿過該粗角釘滾筒且藉 助於吹風機施加之部分真空使纖維經由管道自該室中^ 出。隨後在吹風機施加之正壓力下，將纖維傳送及注入成 上部。成形室之天花板為多孔狀，以便可去除任何 過置麗力。將可膨脹石墨顆粒置於顆粒注入單元之料斗 155283.doc -43· 201142101 中’其將顆粒以經校準提供下列組成之速率注入成形室之 下部（在角釘滾筒下方）。 控制各種纖維及顆粒之量，以便形成具有約2 5重量％可 膨脹石墨、約20重量。/。玄武岩、約50重量％陶瓷纖維及約5 重量°/〇黏合劑纖維之標稱組成的纖維墊。以與本文先前所 述類似之方式’在成形室中，生物可溶性陶瓷纖維及玄武 岩纖維各自機械分離，彼此摻合且與黏合劑纖維摻合。使 經機械分離且摻合之纖維重力落向成形室底部（如本文先 刖所述捕捉及再循環任何較大聚結物）且與石墨顆粒掺 合’其中摻合之纖維及顆粒降落於透氣紙上，隨著該紙以 每分鐘約1公尺之速度移動（在該載體頂上）穿過成形室底 部，形成纖維墊。將部分真空施加於載體底面以幫助沈積 材料及將所沈積之墊固持於多孔紙上。紙/載體將所沈積 之纖維墊運送至成形室外。在該室出口處提供壓縮滾筒， 當纖維墊離開該室時短暫壓縮該纖維墊，該纖維墊之所沈 積厚度估計為約8.9 cm。 使纖維墊以每分鐘約丨公尺之速度進料通過烘箱。該烘 箱維持在約154°C之溫度下。烘箱長度為約5.5公尺，且纖 墊在火、相中之渖留時間為約5 5分鐘。烘箱經配置以引 導熱空氣向下降於纖維墊上，其中該墊位於多孔載體上且 部分真空施加於該載體之底面。熱空氣可以此方式抽吸穿 過纖維塾’藉此將墊相對於载體固定而不移走纖維，直至 纖維黏結在一起。 藉由阿/皿活化黏合劑纖維，使纖維墊固結成自行支撐 155283.doc 201142101 網。在烘箱出口處可設置滾筒，以便短暫壓縮該網至所需 量。在此實驗中’滾筒經設置以便不壓縮網。如此形成之 重力佈層無機纖維網的最終厚度為約8 9 cm。該網之容積 密度為約0.021 g/cm3。 實例2 除不使用石墨（其餘纖維成分以與實例1相同之比率使 用）以外，以類似於實例1之方式使用材料及設備。所沈積 塾厚度及如此形成之網的最終厚度大致與實例1相同。該 網之谷積密度為約〇.〇 18 g/cm3。 實例3 除不使用石墨且其餘組分比率為約2〇重量％玄武岩、約 75重量》/。陶瓷纖維及約5重量％有機黏合劑纖維以外，以類 似於實例1之方式使用材料及設備。當該網離開烘箱時， 烘箱出口滾筒並不壓縮該網。相對於實例1，所沈積墊厚 度為約15.2 cm且如此形成之網的最終厚度為約15.2 cm。 該網之容積密度為約0.035 g/cm3。 實例4 除將烘箱出口處之滚筒設置為壓縮該網至約丨2 cm厚以 外，以類似於實例3之方式使用材料及設備。如此形成之 網的最終厚度為約7·6 cm。該網之容積密度為約〇 〇7〇 g/cm 。 實例5 除不使用玄武岩纖維且其餘組分之比率為約7〇重量％陶 瓷纖維、約5重量％有機黏合劑纖維及約25重量％石墨以 155283.doc •45· 201142101 外’以類似於實例1之方式使用材料及設備◦所沈積塾厚 度為約8.3 cm且如此形成之網的最終厚度為約8 3 cm。該 網之容積密度為約0.062 g/cm3。 實例6 除不使用石墨且其餘組分之比率為約95重量％陶瓷纖維 及約5重量％有機黏合劑纖維以外，以類似於實例5之方式 使用材料及設備。所沈積墊厚度為約丨2 7 且如此形成 之網的最終厚度為約12.7 cm。該網之容積密度為約〇〇4〇 g/cm3 〇 實例7 除將烘箱出口滾筒設置為壓縮該網至約i 3 ^爪之厚度以 外，以類似於實例6之方式使用材料及設備。所沈積墊厚 度為約12.7 cm且如此形成之網的最終厚度為約51 cm。該 網之容積密度為約0.10 g/cm3。 實例8 除不使用有機黏合劑，使得該網包含約1〇〇%陶瓷纖維 以外，以類似於實例6之方式使用材料及設備。將沈積纖 維墊置於載體上且移動至分離設備進行針刺。針刺單元由 Dilo Group，Eberbach，Germany製造。將其上之纖維墊以 約2.8 m/min之速度進料通過該針刺單元。在即將進入針刺 單元前，使纖維墊在滾筒之間通過而將纖維墊自其所沈積 高度稍微壓縮。針刺單元包含可以商品名稱 15x18x32x3.5RB F20 9-6NK/CC 自 Foster

Manitowoc，WI獲得之類型之針的陣列。當纖維墊通過針 155283.doc • 46 - 201142101 刺單元時，其以每分鐘約100次衝程之速率針刺。僅在一 側進行針刺。針刺使得該墊固結為自行支撐網(該墊並未 通過烘箱）。如此形成之重力佈層無機纖維網的最終厚度 為約1.3 c m。 實例9 除網組成為約70重量％陶竟纖維 '約5重量％有機點合劑 纖維及約25重量％以微粒形式（自Huber’ Fairm〇nt，以）以 商品名稱ATH獲得之三水合銘以外，以類似於實例6 之方式使用材料及設備。將三水合鋁經由位於成形室下部 之顆粒輸入裝置(料斗/降料器)進料至成形室中。藉由喷灑 喷嘴將水霧引入成形室[使收集塾通過供箱，其將纖維 墊固結為包含三水合鋁之網。該網之厚度為約13⑽。 實例10 除網组成為約48重量％陶瓷纖維、約4重量％有機黏合劑 纖維及約48重量％三水合紹以外，以類似於實例9之方式 使用材料及設備。該網之厚度為約13 cm。 實例11 除不使用石墨或陶究纖維且其餘纖維包含約们重”。 標稱纖維長度為約6.4⑽之長玄武岩纖維、約48 7重量％ 標稱纖維長度為約6·4 _之短玄武岩纖維及約25重量％有 機黏合劑纖維以外’以類似於實例1之方式使用材料及設 備。該纖㈣之所沈積厚度估計為約5 4 _(在無2 kg重量 下量測）。 將沈積纖維墊置於另一載體(紙板薄片）且移動至另一設 155283.doc •47· 201142101 備進行針刺。針刺單元由DU。GrGUp，Eberbaeh，Germany 製造。將'紙板載體上之纖維墊以約13 m/min之速度進料通 過該針刺單元。在即將進入針刺單元前，使纖維墊在滾筒 之間通過而將纖維塾自其所沈積高度稍微壓縮。針刺單元 包 3 可以商品名稱FNC 523〇685，ΐ5χ3〇χ2 f ΝΚ自Foster Needle’ Manitowoc，WI獲得之類型之針的陣 列。針提供為約6 _間距 '覆蓋延伸約15 cm(縱向網）及 61 cm(橫向網）之區域❸車列（在單個頂部針刺板中卜當纖 ’隹塾通過針刺單元時’其以每分鐘約雇次衝程之速率針 刺。據估計該塾以每平方公分約7 6次針刺之密度針刺。 針刺入該墊中約2.5·3.2公分。針刺致使形成顯著緻密之表 面層。在針刺後’將該墊翻面且再次通過該單元，以便自 兩側針刺（在相同條件下）該^兩側針刺使料固結為自 行支樓網。（儘管存在有機黏纟劑纖維，❻該墊並未通過 烘箱以活化黏合劑纖維)。當在無2kg重量下量測時，如此 形成之重力佈層無機纖維網的最終厚度為約4 8 cm。因 此，在此實例中，針刺使纖維墊厚度減少約2〇%。 實例12 除以估計在該網總重量之丨8重量％範圍内之量添加 墨’且長玄武岩·纖維及短玄武岩纖維與有機黏合劑纖维 該網其餘部分且以與實例7中相同之比率存在以外，以 似於實例U之方式使用材料及設備。纖維墊之所沈積厚 估計為約7.6 cm(在2 kg重量下量測)。以類似於實例7之 式針刺該墊，且不通過烘箱。針刺使該墊固結為自行支; 155283.doc • 48 - 201142101 網。當在2 kg重量下量測時，如此形成之重力佈層無機纖 •维網的最終厚度為約4.8 cm。因此，在此實例中，針刺使 纖維墊厚度減少約37%。 實例13 除無機纖維包含咸信在約50重量％之£型玻璃及約5〇重 量％礦棉範圍内之摻合混合物以外，以類似於實例12之方 式使用材料及設備。E型玻璃以商品名稱gfi2〇〇自 Ferguson，Linwood NC獲得。礦棉以商品名稱扪匕⑽3〇〇自 Fibrox Technology，Quebec，CA獲得。以該網之總重量 計，以未記錄但咸信在約15重量％石墨範圍内之比率添加 石墨。纖維墊之所沈積厚度估計為約51 cm(在無2 0重量 下量測）。針刺使該墊固結為自行支撐網。當在無2 kg重量 下量測時，針刺重力佈層無機纖維網之最終厚度為約4 8 cm。因此，在此實例中，針刺使纖維墊厚度減少約6%。 實例14 除不使用有機黏合劑或石墨且其餘組分之比率為約5重 量％長玄武岩纖維（在通過成形室之前未展開）及約95重量 %陶究纖維以夕卜以類似於實例n之方式使用材料及設 備。將所沈積之纖維墊置於另一載體上且移動至另一設備 進行針刺。針刺單元係由Dn〇 Gr〇up，Eberbach，Germany 製造。將載體上之纖維墊以約2.8 m/min之速度進料通過該 針刺單元。在即將進入針刺單元前，使纖維墊在滾筒之間 通過而將纖維墊自其沈積高度稍微壓縮。針刺單元包含可 以商品名稱 15x18x32x3 5RB F20 9-6NK/CC 自 Foster· 155283.doc ·49· 201142101

Needle，Manitowoc，WI€得之類型之針的陣列。當纖維塾 通過針刺單元時，其以每分鐘約1〇〇次衝程之速率針刺。 據估計該塾以每平方公分約5]次針刺之密度針刺。僅在 -側進行針刺。針刺使該墊固結為自行支撐網(該墊不通 過烘箱）。如此形成之重力佈層無機纖維網的最終厚度為 約 1 · 3 c m。 實例15 除無機纖維包含約100重量％礦棉纖維以外，以類似於 貫例2之方式使用材料及設備。添加約丨〇重量％有機黏合 劑纖維。不存在石墨。該纖維墊之所沈積厚度估計為約 10· 1 cm。 如實例2中所述，纖維墊進料通過烘箱。烘箱出口處之 滾筒設定為不壓縮該網《然而，將該網捲起儲存且注意捲 起該網之作用產生一些永久壓縮。如此形成之重力佈層無 機纖維網的最終厚度為約5.8 cm。該網之容積密度為約 0.12 g/cm3。 實例16 除供箱出口處之滾筒設定為將該網壓縮至約1.2 Cm厚以 外，以類似於實例1之方式使用材料及設備。如此形成之 網的最終厚度為約4.4 cm。該網之容積密度為約0.038 g/cm3。 實例17 除不使用石墨或有機黏合劑且其餘組分之比率為約2 0重 量％玄武岩及約80重量％陶瓷纖維以外，以類似於實例1之 155283.doc •50· 201142101 方式使用材料及設備。沈積墊厚度為約3 8 cm。獲得矽酸 鈉於水中之溶液（偏矽酸二鈉，CAS 6834_92_〇，產品編號 SI1708, Baddley Chemicals，lnc. Baton R〇uge，La ;以 3:1 濃 縮物：水比率用水由57%原樣固體稀釋）。在墊離開成形室 後，將矽酸鈉溶液手動噴灑於該墊之上表面上。使該墊翻 面且將矽酸鈉溶液喷灑於該墊之另一表面上◦隨後使該墊 通過烘箱。烘箱出口滾筒並不接觸該網。在不同網樣品上 使用不同負載量之矽酸鈉，估計為每網總重量約14%無水 矽酸鈉（無機黏合劑）、約6%及小於約2%。在所有情況 下’如此形成之網的最終厚度為約3·8 cm，且容積密度為 約 0.045 g/cm3。 上述測試及測試結果僅意欲具有說明性而非預測性，且 測試程序中之變化可預計產生不同結果。#於所用程序中 所涉及的通常已知的容許誤差’故實例部分中之全部數值 視為近似值。僅為了清楚理解’已給出上述實施方式及實 例。不應自其中得出不必要的限制。 熟習此項技術者應顯而易知，本文所揭示之特定例示性 結構、特徵、詳情、組態等可在許多實施例中修改及/或 組合。所有該等變化及組合由本發明之發明者涵蓋在所設 想發明之範圍内。因此，本發明之範嘴不應限於本文所述 之特定說明性結構，而是申請專利範圍語言所描述之結構 及彼等結構之等效物。因而，若本說明#與以引人的方式 併入本文中之任何文件的揭示内容之間存在分岐或差異， 則將以本說明書為主。 ” 155283.doc 51 201142101 【圖式簡單說明】 圖1展示可用於製備重力佈層 的示意性側視圖； 無機纖維網之 例示性方法 圖2展示包含重力佈層 無機纖維網

之例示性製品的側視 圖3展示安置於穿透開口中的包含會 匕3重力佈層無機纖維網 之例示性防火製品的示意性前視圖； 圖4展示包覆於伸長物件周圍的包含 垔力佈層無機纖維 網之例示性防火製品的示意性前視圖；及 圖5展示在穿透開口内的環繞伸長物件集合之例示性防 火製品的示意性前視圖。 各圖中之類似參考編號指示類似元件。一些元件可在多 次出現時相同或等同；在該等情況下，一個參考編號可表 示僅一個或多個代表性元件，但應瞭解該等參考編號適用 於全部該等相同元件。除非另外指明，否則本文件中之所 有圖及圖式並非按比例繪製且出於說明本發明不同實施例 之目的選擇。特定而言，不同組件之尺寸僅以說明性術語 描述’且除非如此指示，否則不應由圖式推斷不同組件之 尺寸之間的關係。雖然諸如「頂部」、「底部」、「上部」、 「下部」'「下方」、「上方」、「前部」、「後部」、「外部」、 「内部」、「上」與「下」及「第一」與「第二」之術語可 用於本發明，但除非另作說明，否則應瞭解彼等術語僅以 其相對意義來使用。 【主要元件符號說明】 155283.doc -52· 201142101 1 例示性設備 2 成形室 3 無機纖維 4 角釘 5 載體 6 纖維墊 7 纖維分離滾筒 8 環形帶式篩網 9 固結單元 10 無機纖維網 11 後加工單元 12 製品 21 無機顆粒添加劑 22 顆粒輸入裝置 23 滾筒 31 纖維輸入裝置 32 流體（液體）喷灑系統 71 滾筒列 72 滾筒列 73 滚筒列 74 滾筒列 501 穿透開口 502 隔板 512 防火枕 155283.doc -53- 201142101 513 防火包裝材料 601 管道 612 防火可撓性氈 701 穿透開口 702 隔板 703 大體對準之伸長物件 712 可撓性條帶 155283.doc -54-

Claims (1)

1. 201142101 七、申請專利範圍·· 1 · 一種製造重力佈層無機纖維網之古、+ <万法，其包含： 將無機纖維引入成形室中，今ώ °亥成形室包含以至少一列 設置於該成形室中之複數個織維分離滚筒，且包 環形帶式筛網； 用該等纖維分離滚筒機械分離s + ' 刀離至少—些該等無機纖 維； 藉由該移動環形帶式筛網捕捉該等無機纖維之任何剩 餘聚結物且將該等所捕捉之聚結物送回該等纖維分離滾 筒，以藉由該等纖維分離滾筒機械分離； 、 以重力佈詹無機纖維塾形式收集該等機械分離之無機 纖維； 將該重力佈層無機纖維墊自該成形室移出； 及 固結該重力佈層無機纖維墊以形成重力佈層無機纖維 網。 2·如4求項i之方法，其中該方法包含將至少兩種不同類 型之無機纖維引入該成形室中且在該成形室内摻合該等 纖維，以便收集包含該至少兩種不同類型無機纖維之摻 合物的重力佈層無機纖維墊。 3.如請求項1之方法，其中該固結包含針刺。 4·如吻求項1之方法，其進一步包含將至少一種黏合劑添 加至該等無機纖維或該重力佈層無機纖维墊中，其申該 固結包含活化該黏合劑。 155283.doc 201142101 5.如請求項丨之方法， 沃^加 其進一步包含將至少一種盔機顆妞 添加劑亏丨入該成形室中且換切 ，”、機顆粒 維。 且夂口该添加劑與該等無機纖 6. 如請求項5之方法，其 加劑。 、°Λ…、機顆粒添加劑包含膨脹添 7. 如s倉求項$之方^ 加劑，钤….〃中该無機顆粒添加劑包含吸熱添 度:及，、、'添加劑包含能夠在_°c與600t之間的溫 度下釋出水之無機化合物。 8 · 如請求項5 > t、、土 ^ 八5亥無機顆粒添加劑包含絕緣添 加劑。 9· 一種重力佈層無機纖維網。 10.如請求項9之無機纖 Jr及網為包含至少兩種類 尘無機纖維之摻合物的摻合纖維網。 η·，請求項9之無機纖維網，其中該網之實質上全部的該 等無機纖維為生物可溶性陶瓷纖维。 12·如清求項9之無機纖維網，其中該網之該等無機纖維之 至少約5重量％為長玄武岩纖維。 13. 如請求項9之無機纖維網，其中至少—些該等無機纖維 為至少5 cm長之長無機纖維。 14. 如請求項9之無機纖維網，其中該網包含無機顆粒添加 劑。 15. 如請求項14之無機纖維網，其中該無機顆粒添加劑包含 膨服添加劑。 16. —種增強隔板中之穿透開口之防火性的方法，該方法包 155283.doc 201142101 含：將至少一個包含重力佈層無機纖維網之製品至少部 分插入該穿透開口中。 ° 17.如請求項16之方法，其中該製品為防火包裝材料。 其中該無機纖維網及包含其之包裝 18. 如請求項17之方法 材料係可手撕。 其中該製品為防火可撓性條帶。 其中該無機纖維網包含膨脹添加劑 19. 如請求項16之方法 20. 如請求項19之方法 及吸熱添加劑。 21. 如請求項19之Μ ’其中㈣物件或大體對準之伸長物 件集合穿過該穿透開口，且其中該可撓性條帶至少部八 環繞該穿透開口内該伸長物件或物件集合之至少: 伸長長度。 °刀 22·如項21之方法，其令該可撓性條帶係至少部分安置 於套筒内作為該穿透開口之擋火設備的部分。 23. : =強伸長物件或大體對準之伸長物件 的方法，該方法包含··用至少―個包含重 方^ 維網之製品沿著該物件或物件集合之至少^^ 度至少部分環繞包覆該物件或物件集人。 長長 24. 如請求項23之方法，其中該伸長物件 物件集合包含一或多種I線、電線 料之伸長 托盤、管道、護罩或妹構 s線、槽板、電纜 挽性條帶。U鋼擁’且其中該製品為防火可 25. 如請求項24之方法，其中 之至少-部分或該伸長物件條帶係與該伸長物件 集合中至少-個伸長物件之 155283.doc 201142101 至少一部分接觸。 26. 如請求項24之方法，其中該可撓性條帶包含含金屬面。 27. 如請求項24之方法，其中該可撓性條帶包含含黏著劑 面。 155283.doc