JPH08208263A

JPH08208263A - 鉱物繊維の製造方法

Info

Publication number: JPH08208263A
Application number: JP7287111A
Authority: JP
Inventors: David P Aschenbeck; ピーアッシャンベックディヴィッド; Ronald A Houpt; エイハウプトロナルド; Timothy A Powers; エイパワーズティモシー; Clark Ii Berdan; バーダンザセカンドクラーク; Roberta L Alkire; エルオルキアーロバータ; Larry J Grant; ジェイグラントラリー
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1994-11-03
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1996-08-13
Also published as: CA2161592A1; EP0710631A1

Abstract

(57)【要約】【課題】二重ガラス繊維製品を、良好な復元性及び復
元後の良好な製品特性を呈すると同時に高包装密度で包
装できる方法を提供することにある。【解決手段】異なる組成物からなる溶融鉱物材料
（Ａ、Ｂ）の２つの流れ（７８、８０）をスピンナ（６
０）に供給し、スピンナ（６０）から二重ガラス繊維
（６８）を遠心力で放出し、二重ガラス繊維（６８）に
滑剤（７７）を付着し、二重ガラス繊維（１８、７６）
を収集して二重ガラス繊維製品（３０、４８、１１０）
とし、該二重ガラス繊維製品（３０、４８、１１０）を
包装することからなる二重ガラス繊維製品の製造方法に
おいて、前記包装工程が二重ガラス繊維製品（４８、１
１０）をロール状パッケージ（１５０）にすべく二重ガ
ラス繊維製品をローリングすることからなり、該ローリ
ング工程が二重ガラス繊維製品（４８、１１０）の一部
に反復圧縮及び解放を生じさせることを特徴とする二重
ガラス繊維製品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉱物繊維及び鉱物
繊維製品の製造技術に関する。また、本発明は、特にロ
ータリ繊維化法（ｒｏｔａｒｙｆｉｂｅｒｉｚｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓ）によりガラス繊維からなる断熱材製
品を製造する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】小径ガラス繊維は、音響材又は断熱材を
含む種々の用途に有効である。これらの小径ガラス繊維
が、一般にウールパックと呼ばれる格子又はウェブに適
正に組み立てられると、個々では強度又は剛性に欠ける
ガラス繊維を非常に強い製品に形成できる。製造される
ガラス繊維断熱材は、軽量で、高度の圧縮性があり且つ
弾力性を有している。本願明細書の目的上、使用する用
語「ガラス繊維（ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｓ）」及び
「ガラス組成物（ｇｌａｓｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｓ）」において、「ガラス（ｇｌａｓｓ）」とは、ロッ
ク、スラグ、玄武岩並びに伝統的ガラス製品等のあらゆ
るガラス質鉱物材料を含むものである。ガラス繊維断熱
材製品を製造する従来の方法として、ロータリ法により
ガラス繊維を製造する方法がある。単一の溶融ガラス組
成物を、遠心機すなわちスピンナの外壁のオリフィスに
強制的に通し、最初に真直ガラス繊維を製造する。繊維
はブロワにより下方に引き出される。繊維が下方に引き
出されるとき、繊維を結合してウール製品にするのに必
要な結合剤（バインダ）が繊維上に噴霧される。次に、
繊維が収集されて、ウールパックに形成される。

【０００３】ガラス繊維からなる断熱材製品を形成する
とき、理想的な断熱材は、繊維間に均一な間隔を有する
ものである。断熱材は基本的に、繊維間に空気を捕捉
し、従って空気の移動を防止する格子である。また、格
子は、放射を拡散させることにより熱伝導を低減させ
る。繊維の間隔が均一なほど拡散が大きくなり、従って
大きな断熱能力が得られる。ガラス繊維のウール断熱材
の製造において、比較的短い繊維の使用が必要になって
いる。本願明細書の目的上、短繊維とは約２５．４ｍｍ
（１インチ）以下の繊維であり、一方、長繊維とは約５
０．８ｍｍ（２インチ）以上の繊維である。ロープ又は
ひもを形成する長繊維は互いに絡まり易い。これらのロ
ープは理想的な均一格子とはかけ離れたものであり、ガ
ラスウールの断熱能力を低下させる。しかしながら、真
直な短繊維は偶然の格子を形成するに過ぎず、幾分かの
繊維は一体の束になってしまう。既存のガラスウール断
熱材は、製品内での繊維分布の不均一性が大きいことは
明瞭である。従って、理想的な均一格子構造を達成する
ことはできない。また、真直繊維を使用する場合には、
繊維に有機結合剤を付着する必要がある。結合剤は、繊
維と繊維との交差部で結合することにより、製品を一体
に保持するのに必要である。結合剤自体は、高価である
だけでなく、殆どの有機化合物は環境に悪影響を及ぼす
ため、製造工程からの流出液を処理するのに大きな痛手
を被る。また、結合剤は、付加エネルギを用いてオーブ
ンで硬化させなくてはならず、別の環境浄化コストがか
かる。

【０００４】既存の断熱材製品に付随する他の問題は、
特にガラス繊維の直径が非常に大きい場合に、ガラス繊
維には、接触により人の肌を荒らすものがある。また、
ガラス繊維が脆弱であると、繊維の破断によって断熱材
製品が汚れてしまう。断熱材製品の輸送及び包装の場合
には、高圧縮性を有することが好ましい。ウールは、輸
送のために圧縮されると、次に、迅速且つ確実に所望の
厚さ及び密度に復元することが望ましい。現在の断熱材
製品は、充分な復元が得られる圧縮可能量が制限されて
いる。製品が圧縮されるとき、結合剤は堅さを保持する
一方、繊維自体は撓む。過大圧縮により繊維に作用する
応力が増大すると、繊維は破断する。Ｈｏｕｐｔ等の発
明に係る係属中の１９９３年１１月５日付米国特許出願
第０８／１４８，０９８号には、二重ガラス繊維製品
（ｄｕａｌ−ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｐｒｏｄｕｃ
ｔ）の製造方法が開示されている。この米国特許出願は
本願の譲受人に譲渡されており、本願に援用する。この
米国特許出願は、組成の異なる溶融ガラスの２つの流れ
を回転スピンナに供給し、且つ２つの溶融ガラスがスピ
ンナの周壁で最終的に結合するまで２つの溶融ガラスを
別々に維持することにより、二重ガラス繊維の断熱材製
品を製造する方法を開示している。２つのガラスは異な
る熱膨張係数を有し、且つ結果として得られるガラス繊
維は不規則回転すなわち形状を有しており、真直ガラス
繊維に比べて非常に高い熱的性質、復元性及び取扱い性
が得られる。真直ではなく、不規則に捩れた繊維又は均
一にカールした繊維を使用することにより、より均一な
格子構造が得られる。これは、均一体積充填（ｕｎｉｆ
ｏｒｍｖｏｌｕｍｅｆｉｌｌｉｎｇ）と呼ばれてい
る。不規則形状をもつ繊維の大きな絡み合いは、有機結
合剤を使用することなく充分なウールパック一体性（ｗ
ｏｏｌｐａｃｋｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を与える。し
かしながら、所望ならば、結合剤を添加してウール断熱
材に付加強度を与えることもできる。

【０００５】二重ガラス繊維及びこれらの繊維で作られ
た断熱材製品は、断熱材ロールに巻き取って包装するの
が好ましい。Ｎａｇｙ等の発明に係る係属中の１９９４
年９月２１日付米国特許出願第０８／３０９，７１０号
には、二重ガラス繊維製品を巻き取る装置が開示されて
いる。この米国特許出願は本願の譲受人に譲渡されてお
り、本願に援用する。この米国特許出願は、マンドレル
上で断熱材を巻き取って断熱材ロールを形成し、ロール
の直径が増大すると大きな接触面積が形成されるように
ロールと接触する１対の対向移動ベルトを用いて断熱材
の巻き取り中に断熱材に圧力を付着し、ロールの直径が
増大するとベルトに作用する張力を増大させて、断熱材
に実質的に一定の圧力を維持することからなる圧縮性断
熱材の包装方法を開示している。この方法は、市販の低
密度断熱材製品にそれまで使用されてきた方法よりも高
い圧縮密度に断熱材の包装を巻き取ることができる。し
かしながら、上記Ｎａｇｙ等の米国特許出願に開示の方
法には、幾つかの実用上の制限がある。この方法を用い
て包装される二重ガラス繊維製品は、復元特性が劣り且
つ他の形態の製品ダメージを与えることがある。製品ダ
メージとして、復元した製品密度が劣ること（すなわ
ち、過度に高いこと）、及び繊維に多大なタフト痕跡
（これは、短繊維は隣接繊維から距離を隔てないことを
示すものである）が残ることがある。多くの繊維は非常
に短いと思われ、繊維の触覚処理を行なうと接触に対し
て繊維が脆弱になることが実証されている。復元性が劣
ること及び製品ダメージが生じることの正確な理由は分
かっていないけれども、この包装方法は、断熱材製品に
反復圧縮及び圧縮解放を受ける部分を形成するという事
実がその理由であると考えられ、また、断熱材製品が圧
縮力を受けると同時に剪断力を受けることもその理由と
なる可能性がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、二重ガラス繊
維製品の優れた製造方法及び包装方法、より詳しくは、
二重ガラス繊維製品を、良好な復元性及び復元後の良好
な製品特性を呈すると同時に高包装密度で包装できる方
法に対する要望が存在する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ここに、二重ガラス繊維
製品を高包装密度で包装でき且つ良好な復元性及び復元
後の良好な製品特性が得られる二重ガラス繊維製品の製
造及び包装方法が開発された。より詳しくは、二重ガラ
ス繊維に滑剤を付着すると、復元後の製品密度又は他の
製品特性に重大な悪影響を及ぼすことなく、二重ガラス
繊維製品を高圧縮密度に巻き取り得ることが見出され
た。しかしながら、更に驚くべきことは、製品特性を劇
的に向上させるのに必要な滑剤は少量でよいことであ
る。０．０３重量％ほどの少量の滑剤により、復元特性
を少なくとも３３％有効変化できることが実証された。
本発明によれば、異なる組成物からなる溶融鉱物材料の
２つの流れをスピンナに供給し、スピンナから二重ガラ
ス繊維を遠心力で放出し、二重ガラス繊維に滑剤を付着
し、二重ガラス繊維を収集して二重ガラス繊維製品と
し、該二重ガラス繊維製品を包装することからなる二重
ガラス繊維製品の製造方法が提供される。滑剤は、約
０．０１〜１．５％の範囲内の量で付着されるのが好ま
しく、最も好ましくは、約０．０１〜０．７％の範囲内
の量で付着される。本願明細書の目的から、掲示する全
ての「％」は、二重ガラス繊維及び滑剤の全重量である
「重量％」を意味する。

【０００８】本発明の特定実施例では、包装工程は二重
ガラス繊維製品をロール状パッケージにローリングする
ことからなる。より詳しくは、二重ガラス繊維製品は、
約６〜１８ｐｃｆ（９６〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内
の巻き取り状態の圧縮密度を有し、ロール状パッケージ
から解放されると約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８〜
９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の密度が得られる。より好
ましくは、二重ガラス繊維製品は、良好な製品品質を維
持しつつ約９〜１８ｐｃｆ（１４４〜２８８ｋｇ／
ｍ³）の範囲内の密度に圧縮される。本発明の特定実施
例では、二重ガラス繊維の製造方法は、結合剤を付着す
る工程がない態様で行なわれる。

【０００９】

【発明の実施の形態】不規則形状をもつ二重ガラス繊維
及び該繊維で形成される断熱材製品の製造に関連して本
発明を説明する。本発明の方法は真直繊維にも適用で
き、且つ他の鉱物繊維材料にも等しく適用できることを
理解すべきである。図１を参照すると、２つの異なる溶
融ガラス組成物が、炉１０から前床１２を通って繊維化
装置（ｆｉｂｅｒｉｚｅｒｓ）１４に供給される。繊維
化装置により製造された不規則形状の二重ガラス繊維１
８からなるベールは、コンベア１６の下に配置された真
空手段により、ウールパック２０のような二重ガラス繊
維製品としてコンベア１６上に収集される。繊維は、繊
維化装置のブロワ２２からの空気又はガスによりコンベ
アに向かって下方に吹きつけられときに、繊細化されて
不規則形状になる。二重ガラス繊維のベールに滑剤を噴
霧するための複数のノズル２３が取り付けられている。
ノズルには供給源（図示せず）から滑剤が供給される。
ノズルは、ガラス繊維断熱材製品に結合剤を供給するの
に一般的に使用されている液体圧力ノズルのような、二
重ガラス繊維に滑剤を導入する任意の適当な形式のもの
でよい。

【００１０】次に、任意ではあるが、熱硬化加工のため
のオーブン２４に通すことができる。オーブンを通過す
る間に、ウールパックは、上下のコンベア２６、２８及
びエッジガイド（図示せず）により成形される。断熱材
製品３０を製造するための他の製造技術として、ステッ
チング、ニードリング、流体絡め込み（ｈｙｄｒｏ−ｅ
ｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）及び封止（ｅｎｃａｐｓｕｌ
ａｔｉｏｎ）がある。図２には、本発明の方法により製
造される断熱材製品が収集される直接成形法が示されて
いる。不規則形状の二重ガラス繊維が繊維化装置４０内
で製造される。ガラス繊維のベール４２が、繊維化装置
のブロワにより下方に向かって吹きつけられ、且つ下向
きに収斂する対向収集コンベア４４上に１１００⁰F
（５９３℃）までの温度で収集される。任意ではある
が、収集された繊維は、パック形成／熱硬化コンベア４
６のような熱硬化オーブンに通される。ここで、繊維
は、約７００〜１１００⁰F （３７１〜５９３℃）の範
囲内の温度で断熱材製品に成形される。熱硬化オーブ
ン、又は好ましくは熱硬化コンベアが所定の断面形状を
形成する。オーブン内で繊維を熱硬化させるための熱
は、熱風供給源（図示せず）に連結され且つウールパッ
ク４８を横切って熱風を通すことができる熱風ダクト４
７のような任意の適当な手段により供給できる。

【００１１】次に、断熱材製品は封止モジュール５０に
通され、ここで断熱材製品は、フィルム５２のような任
意の適当な種類のフィルムにより封止される。また、移
動する断熱材製品は、包装する前に、断熱材バットのよ
うな個々のユニットに切断できる。製品は、巻き取り装
置５４（概略的に示す）のような任意の適当な手段によ
り包装でき、包装については、図６〜図９に関連してよ
り詳細に説明する。図３に示すように、本発明により製
造される断熱材製品は、不規則形状の二重ガラス繊維か
らなるウールバット５６の形態にすることができる。バ
ットは外面包装材５８で被覆でき、多種の外面包装材５
８が当業界で知られている。図４に示すように、スピン
ナ６０は、スピンナ底壁６２及びスピンナ周壁６４を有
している。当業界で知られているように、スピンナはス
ピンドル６６により回転される。スピンナを回転する
と、溶融ガラスは、遠心力によりスピンナ周壁を通って
放出され、１次繊維６８になる。１次繊維は、環状バー
ナ７０の熱により、柔らかく且つ繊細化可能な状態に維
持される。本発明の一実施例では、内部バーナ（図示せ
ず）が、スピンナの内部に熱を与える。誘導空気７４を
使用する環状ブロワ７２が設けられており、該ブロワは
１次繊維を引っ張って、ウール断熱材に使用するのに適
した２次繊維７６として更に繊細化する。２次繊維すな
わち不規則形状の二重ガラス繊維は、次にウールパック
を形成すべく収集される。

【００１２】ベールの二重ガラス繊維に滑剤７７を噴霧
するためのノズル２３が、繊維のベールに隣接して配置
される。ノズルは、二重ガラス繊維への良好な滑剤分散
を得るのに充分な高さに配置されるけれども、滑剤の着
火又は過剰気化を引き起こすほど繊維化装置に近接させ
てはならない。滑剤は、二重ガラス繊維に、製品包装加
工の圧縮工程中に二重ガラス繊維が互いに滑ることがで
きる能力を付着するのに適した任意の種類のものを使用
できる。好ましい滑剤として、ＥｍｅｒｙＣｈｅｍｉ
ｃａｌｓ社（オハイオ州、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ）から
市販されている鉱物油製品のＥｍｅｒｌｕｂｅ７４４
０がある。本発明に使用できる滑剤として、他の鉱物
油、石油抽出油、シリコーン及び石鹸等がある。選択さ
れる滑剤は、熱又は火に曝される場合でも、環境への悪
影響又は健康の有害作用が最小又は無いものが好まし
い。また、滑剤は、型成長（ｍｏｌｄｇｒｏｗｔｈ）
に対して敏感でなく、且つ動物を引きつけないものにす
べきである。更に、滑剤は不快な匂いを発生するもので
なく、且つ大規模な掃除を行なうことなくノズル及び導
管を介して容易に加工できるものにすべきである。ま
た、滑剤は腐食性のものでなく、且つ湿度に関連する繊
維の強度又は復元性の問題を回避すべく、湿度が過度に
高いものであってはならない。また、低コストの滑剤が
好ましい。

【００１３】二重ガラス繊維に付着される滑剤の量は、
有益な方法で繊維が互いに滑ることを可能にする滑剤の
能力に基づいて定められる。一般に、滑剤は、約０．０
１〜１．５％、より好ましくは約０．０１〜０．７％の
範囲内の量で付着される。Ｅｍｅｒｌｕｂｅ７４４０の
好ましい量は、約０．０１〜０．０７％の範囲内、好ま
しくは０．０３％である。滑剤が過剰であると二重ガラ
ス繊維が過度に滑り易くなり、従って製品がかなり制御
し難くなり且つ製造が困難になる。スピンナの内部に
は、溶融ガラスの２つの別々の流れ（第１の流れ７８は
ガラスＡを含み、第２の流れ８０はガラスＢを含む）が
供給される。流れ７８中のガラスはスピンナ底壁上に直
接落下し、且つ遠心力によりスピンナ周壁に向かって外
方に流動してガラスＡのヘッドを形成する。溶融ガラス
流８０のガラスＢは、溶融ガラス流７８よりもスピンナ
周壁の近くに位置決めされ、且つ流れ８０がスピンナ底
壁に到達する前に水平フランジ８２によって遮られる。
かくして、ガラスＢの隆起塊すなわちヘッドが水平フラ
ンジ上に形成される。２つのガラスは、異なる熱膨張係
数をもつウールガラスで構成できる。例えば、一方のガ
ラスはホウ素含有量が高く且つソーダは殆ど含有されて
いないウールガラスであり、一方、他のガラスはソーダ
の含有量が高く且つホウ素は殆ど含有されていないウー
ルガラスである。

【００１４】図５に示すように、スピンナには、スピン
ナ周壁から半径方向内方で、全体として周方向に配置さ
れた垂直内部壁８４が設けられている。スピンナ周壁と
垂直内部壁との間の空間に配置される一連の垂直バッフ
ル８６が、該空間を一連の垂直隔室８８に分割する。交
互の隔室にガラスＡ又はガラスＢが収容される。スピン
ナ周壁６４には、垂直バッフルの半径方向外端部に隣接
して配置されたオリフィス９０の列が設けられている。
オリフィスは「Ｖ」形状をなしており、一方の端部すな
わち脚はガラスＡを収容する隔室に通じ、他方の脚はガ
ラスＢを収容する隔室に通じている。ガラスＡ及びガラ
スＢの両者の流れが結合され且つ単一の二重ガラス繊維
としてオリフィス９０から出る。ガラスの二重流れをス
ピンナオリフィスに供給するのに他のスピンナ形態を使
用できる。断熱材製品は、トラックのような一定の体積
内により多くの断熱材を積み込むことができるようにす
るため、強く圧縮して包装される。断熱材製品の装着の
時点で、断熱材製品の包装が解かれると、製品は膨張し
且つ復元する。断熱材製品が復元したときの厚さは、
「復元厚さ」と呼ばれている。断熱材の特定厚さは、特
定Ｒ値に適合させるのに必要である。

【００１５】断熱材製品が復元する能力は、非圧縮状態
での製品密度と、包装中に製品が圧縮される密度との両
方に基づいて定まる。ウール断熱材は、概略的に、３つ
の大まかなカテゴリ、すなわち低密度、中密度及び高密
度に級別できる。低密度断熱材製品とは０．３〜０．６
ｐｃｆ（４．８〜９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の製品密
度、中密度断熱材とは０．６〜０．９ｐｃｆ（９．６〜
１４．４ｋｇ／ｍ³）の範囲内の製品密度、及び高密度
断熱材製品とは１．０ｐｃｆ（１６ｋｇ／ｍ³）以上の
製品密度を有するものである。圧縮密度とは、ウールバ
ットが、満足できる復元性を維持しつつ輸送のために圧
縮できる密度である。製品を余りにも高密度に圧縮する
と、大部分のガラス繊維が破断してしまうであろう。こ
のため、製品は満足できる厚さには復元しなくなる。真
直繊維からなる従来技術の高密度断熱材製品では、最大
実用圧縮密度は、製品密度で約３〜６ｐｃｆ（４８〜９
６ｋｇ／ｍ³）である。本発明の低密度ウール断熱材
は、劇的に改善された復元特性が得られる。復元能力の
この増大は、不規則形状繊維のユニークな形状及び特性
によるものである。本発明の不規則形状ガラス繊維の無
結合剤の性質により、このガラス繊維を圧縮したとき、
従来技術の無結合剤真直繊維と同様な滑り性を期待でき
る。不規則形状繊維は、不規則形状のために隣接繊維を
捕捉するので、大きく滑ることができず、従って大きな
移動が防止される。また、結合剤の付着による応力が交
差部近くの繊維に生じることはない。それどころか、本
発明の不規則形状繊維は、捩れ且つ曲がることによって
応力を緩和させる。従って、繊維の位置が維持され、復
元のために利用できるエネルギが繊維内に蓄えられる。
この蓄えられたエネルギは、圧縮力が除去されて、繊維
がそれらの復元位置に戻るときに放出される。

【００１６】本発明における用語「復元比（ｒｅｃｏｖ
ｅｒｙｒａｔｉｏ）」は、ＡＳＴＭＣ１６７−９０
に従って、断熱材製品が圧縮密度に圧縮され、包装が解
かれ、且つ復元密度に復元できるようになった後の、圧
縮密度に対する復元密度の比率として定義される。例え
ば、０．５ｐｃｆ（８ｋｇ／ｍ³）の密度に復元する、
６ｐｃｆ（９６ｋｇ／ｍ³）の密度に圧縮された断熱材
製品は１２：１の復元比を有する。本発明の低密度ウー
ルバットは、約６〜１８ｐｃｆ（９６〜２８８ｋｇ／ｍ
³）の範囲内の圧縮密度に圧縮でき且つ約０．３〜０．
６ｐｃｆ（４．８〜９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の復元
密度に復元する。これは、１２：１〜約５０：１の範囲
内の復元比である。本発明の断熱材製品は、約９〜１８
ｐｃｆ（１４４〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密
度に圧縮され且つ約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８〜
９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の復元密度に復元するのが
好ましい。最も好ましくは、低密度断熱材製品は、約９
〜１５ｐｃｆ（１４４〜２４０ｋｇ／ｍ³）の範囲内の
密度に圧縮され且つ約０．３〜０．５ｐｃｆ（４．８〜
８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の復元密度に復元する。満足で
きる復元密度を維持しつつ、本発明の低密度断熱材製品
に加えることができる圧縮量のこの劇的な増大の効果は
重要である。標準形のＲ１９断熱材製品については、本
発明の不規則形状ガラス繊維を使用することにより、圧
縮密度を約４ｐｃｆ（６４ｋｇ／ｍ³）から約１２ｐｃ
ｆ（１９２ｋｇ／ｍ³）に増大できる。これは、例えば
トラック又は貨車等の同体積の輸送コンテナ内に約３倍
の断熱材製品を積み込むことができることを意味する。
輸送コストの節約も莫大なものとなる。また、断熱材製
品を高度に圧縮できると、倉庫での製品の保管及び取扱
い、製品の販売及び装着の点で有益である。

【００１７】本発明の方法により製造される二重ガラス
繊維を包装する好ましい装置は、図６〜図９に示すよう
に、断熱材製品１１０から徐々に空気を排出させるべく
徐々に収斂した予圧縮コンベア１１２を有する。断熱材
製品は、回転可能に取り付けられたマンドレル１１４上
及び対向ベルト１１６、１１８上で巻き取られる。上方
ベルトは、３つの上方ベルトローラ１２０、１２２、１
２４の回りを走行できるように取り付けられ、一方、下
方ベルトは、３つの下方ベルトローラ１３０、１３２、
１３４の回りを走行できるように取り付けられている。
上方ベルトローラ１２４は、空気圧シリンダ１３６のよ
うな任意の適当な手段により垂直方向に移動できるよう
に取り付けられている。同様に、下方ベルトローラ１３
４は、空気圧シリンダ１３８により垂直下方に移動され
るようになっている。断熱材ロールのサイズが増大する
と、断熱材ロールの周囲の巻き取り角度が増大し、これ
により全てのローラに加わる力が増大し、従ってベルト
の張力が増大する。上下のベルトローラは、ベルト経路
の変化に適合できるように、移動可能に取り付けられて
いる。また、上下ローラに加えられる力に対する抵抗の
大きさは、空気圧シリンダ１３６、１３８により上下の
ローラを位置決めすることにより制御される。移動に対
する抵抗の大きさは、張力、従って巻き取られる断熱材
に作用する圧力を制御する。

【００１８】両ベルトの移動経路内には、それぞれ、上
下の偏向ローラ１４０、１４２が設けられている。これ
らの偏向ローラは、ベルトとの接触及び離脱ができるよ
うに移動可能に取り付けられ、それぞれ空気圧シリンダ
１４４、１４６により駆動されてベルトと係合する。図
６に示すように、上方の偏向ローラ１４０が係合する
と、上方ベルトは両ベルトローラ１２０、１２２の間で
直線状経路から変位する。更に、偏向ローラの係合によ
ってベルトの張力が増大し、巻き取られる断熱材ブラン
ケットに付加圧力を加える。図７に示すように、直線状
経路のこの変位により、上方ベルトは、マンドレル上で
巻き取られる断熱材ロール１５０の回りでの巻き取り角
度を増大させる（図８参照）。同様に、下方の偏向ロー
ラ１４２の係合により、下方ベルトは下方のベルトロー
ラ１３０、１３２の間で直線状経路から変位し、断熱材
ロールの回りでの巻き取り角度が増大される。図８に示
すように、巻き取り加工の後の段階で、上下の偏向ロー
ラが引っ込められてベルトとの係合から離脱されるが、
これは、主として、ロールサイズの増大によりベルトの
巻き取り角度が増大することによる。作動の開始フェー
ズ中、断熱材ブランケットの前端部がマンドレルに取り
付けられる前に、偏向ローラが係合される。偏向ローラ
は、全包装サイクル中ベルトと係合させることができる
けれども、断熱材ブランケットの約１／４がマンドレル
上に巻き取られた後はベルトから離脱させるのが好まし
い。

【００１９】図７及び図８から理解されようが、断熱材
製品は、２つの偏向ローラ１４０、１４２の作用により
強く圧縮されて断熱材ロールとなる。偏向ローラを通過
後は、断熱材製品が幾分自由になって部分的に復元すな
わち膨張される。図９に示すように、マンドレルには孔
すなわち空気ポート１５２を設け、該孔すなわち空気ポ
ートを、導管１５４を介して真空源又は空気圧源（図示
せず）に連結することができる。巻き取り加工の始動フ
ェーズ中、空気ポートは、断熱材ブランケットの前縁部
をマンドレルに容易に取り付けるため、負のゲージ圧力
源に連結するのが好ましい。

【００２０】

【実施例】例Ｉ不規則形状の二重ガラス繊維から低密度断熱材のサンプ
ルを製造した。サンプルは、次の特性を有する。サンプルのサイズ２５ｆｔ．×１６×８．７５ｉｎ．（７．６ｍ×４０６ｍｍ×２２２ｍｍ）平均繊維径２９Ｈｔ（７．３ミクロン）密度０．４４ｐｃｆ（７．０４８ｋｇ／ｍ³）Ｋ値０．３５０Ｂｔｕｉｎ／ｈｒｆｔ^{2 0}F （０．０５０ｗ／ｍ．Ｋ）サンプルは、非圧縮状態に約６週間保管された。次に、
サンプルは、圧縮巻き取り機で、１３．８１インチ（３
５１ｍｍ）の直径及び７．７ｐｃｆ（１２３．３４２ｋ
ｇ／ｍ³）の包装密度をもつパッケージに包装された。
圧縮巻き取り機は、中心マンドレルの回りでのパッケー
ジが回転する度毎にサンプルを圧縮する特性を有し、圧
縮箇所で断熱材に剪断力が加えられた。パッケージは、
包装から７日以内に開き、６インチ（１５２ｍｍ）の落
下試験を行なった結果、製品は、約９インチ（２２９ｍ
ｍ）の厚さ及び０．４３ｐｃｆ（６．８８８ｋｇ／
ｍ³）の製品密度を有するものとなった。

【００２１】例ＩＩ別の第２繊維化装置から、不規則形状をもつ二重ガラス
繊維からなる第２サンプルを製造し且つ例Ｉに記載した
ものと同じ包装加工及び同じ包装機により包装したが、
ガラス繊維製造後５分以内に包装を行なった。包装前の
第２サンプルの特性は次の通りである。サンプルのサイズ２５ｆｔ．×１６×８．７５ｉｎ．（７．６ｍ×４０６ｍｍ×２２２ｍｍ）平均繊維径２９Ｈｔ（７．３ミクロン）密度０．４４ｐｃｆ（７．０４８ｋｇ／ｍ³）Ｋ値０．３５０Ｂｔｕｉｎ／ｈｒｆｔ^{2 0}F （０．０５０ｗ／ｍ．Ｋ）パッケージは、包装から１時間以内に開き、６インチ
（１５２ｍｍ）の落下試験を行なった結果、製品は、約
９インチ（２２９ｍｍ）の厚さ及び０．９６ｐｃｆ（１
５．３７８ｋｇ／ｍ³）の製品密度を有するものとなっ
た。製品の視覚検査の結果、多数の繊維タフトが見ら
れ、これは、短繊維が隣接繊維から距離を隔てていない
ことを示すものである。多くの繊維は、長さが、約１イ
ンチ（２５ｍｍ）以下に見えた。繊維の触覚から、繊維
は接触に対して脆弱（繊維が、互いに容易に滑らない）
であることを示した。

【００２２】例ＩＩＩ別の第２繊維化装置から、不規則形状をもつ二重ガラス
繊維からなる第３サンプルを製造し且つ簡単な一方向圧
縮加工を行なった。巻き取り包装加工は行なわなかっ
た。包装前の第３サンプルの特性は次の通りである。サンプルのサイズ８ｉｎ．×８ｉｎ．×１７．５ｉｎ．（２０３ｍｍ ×２０３ｍｍ×４４５ｍｍ）平均繊維径２９Ｈｔ（７．３ミクロン）密度０．４４ｐｃｆ（７．０４８ｋｇ／ｍ³）Ｋ値０．３５０Ｂｔｕｉｎ／ｈｒｆｔ^{2 0}F （０．０５０ｗ／ｍ．Ｋ）復元後、第３サンプルは、約９インチ（２２９ｍｍ）の
復元厚さ及び６インチ（１５２ｍｍ）の落下試験に基づ
く０．４３ｐｃｆ（６．８８８ｋｇ／ｍ³）の復元密度
を有した。第３サンプルの復元した製品属性は、第１サ
ンプルの製品属性にほぼ等しい。例ＩＶ第２繊維化装置から、不規則形状をもつ二重ガラス繊維
からなる第４サンプルを製造し且つ例ＩＩに記載したも
のと同じ包装加工及び同じ包装機により包装した。包装
は、ガラス繊維製造後５分以内に行なった。ガラス繊維
の製造中、繊維のベールに鉱物油滑剤を噴霧し、この結
果、０．０３重量％の鉱物油をもつ断熱材サンプルを得
た。鉱物油は、ＥｍｅｒｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社（オ
ハイオ州、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ）から市販されている
Ｅｍｅｒｌｕｂｅ７４４０である。Ｅｍｅｒｌｕｂｅ
７４４０は、連続織成ガラス繊維の製造に使用されて
いる滑剤である。包装前の第３サンプルの特性は次の通
りである。

【００２３】サンプルのサイズ２５ｆｔ．×１６×８．７５ｉｎ．（７．６ｍ×４０６ｍｍ×２２２ｍｍ）平均繊維径２９Ｈｔ（７．３ミクロン）密度０．４４ｐｃｆ（７．０４８ｋｇ／ｍ³）Ｋ値０．３５０Ｂｔｕｉｎ／ｈｒｆｔ^{2 0}F （０．０５０ｗ／ｍ．Ｋ）パッケージは、包装から１時間以内に開かれ且つ６イン
チ（１５２ｍｍ）の落下試験を行なったところ、製品
は、約１０インチ（２５４ｍｍ）の厚さ及び０．３９ｐ
ｃｆ（６．２４７ｋｇ／ｍ³）の製品密度になった。こ
れらの結果は表Ｉに要約されている。Ｅｍｅｒｌｕｂｅ
鉱物油の付着により、第４サンプルの断熱材製品の復元
性が劇的に増大された。復元後の第４サンプルの視覚検
査の結果、繊維は長く、殆ど全ての繊維は少なくとも数
インチ（ｍｍ）の長さを有することが明らかになった。
また、断熱材製品は、均一な体積充填特性を有し、繊維
は断熱材製品内で均一に分散され、且つ隣接する繊維間
の良好な分離がなされているように見えた。触覚の観点
からすると、繊維は脆弱というより、むしろシルキーで
ある。

【００２４】例ＩＩと例ＩＶとを比較すると、例ＩＶに
おける滑剤の付着は、復元密度を０．９６ｐｃｆ（１
５．３７８ｋｇ／ｍ³）のレベルから０．３９ｐｃｆ
（６．２４７ｋｇ／ｍ³）のレベルに低下させるに充分
な量であることが理解されよう。本発明の方法によれ
ば、滑剤は、滑剤が付着されない製品の復元密度より少
なくとも２０％低い値に復元密度を低下させるに充分な
量が付着される。好ましくは、滑剤は、滑剤が付着され
ない製品の復元密度より少なくとも３０％低い値に復元
密度を低下させるに充分な量で付着する。或る場合に
は、復元密度の改善は少なくとも４０％になる。例ＩＩ
及び例ＩＶのデータを使用すると、復元密度は０．９６
ｐｃｆ（１５．３７８ｋｇ／ｍ³）から０．３９ｐｃｆ
（６．２４７ｋｇ／ｍ³）に低下され、これは５９％の
減少である。例Ｖ第２繊維化装置で製造された不規則形状をもつ二重ガラ
ス繊維（２９Ｈｔ（７．３ミクロン）の平均直径）に種
々の他の滑剤を付着し且つ例ＩＶと同じ方法で包装し
て、サンプル５〜サンプル７を製造した。復元性及び製
品の結果を表Ｉに示す。

【００２５】サンプル５に使用したＫ−１２は、連続織
成ガラス繊維の製造時に使用される滑剤であって、テト
ラエチレンペンタミンとステアリン酸とを化合させるこ
とにより作られる脂肪酸アミンである。ＥＭ−ＳＯＲＢ
６９００は、食品工業に使用されている乳化剤であ
り、ＨｅｎｍｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（ペンシ
ルバニア州、Ａｍｂｌｅｒ）により製造されている。溶
解されたＩｖｏｒｙｂａｒｓｏａｐは、一般的な石
鹸である。表Ｉ ──────────────────────────────────── 断熱材サンプルの復元性試験試料及び滑剤の量復元厚さ復元密度滑剤（重量％）インチ（ｍｍ）ｐｃｆ（ｋｇ／ｍ³）２（無滑剤） −０− ４０．９６３（非巻取り） −０− ９０．４３４（Emerlube 7440) ０．０３１００．３９５（Ｋ−１２）０．０２６０．６５６（Ｍ−ＳＯＲＢ）０．０８１００．３９７（Ivory soap）０．０７１００．３９例ＶＩサンプルは例ＩＩＩの手順に従って製造されたが、０．
２重量％のＥｍｅｒｌｕｂｅ７４４０を付着した点で
異なっている。この結果得られた断熱材製品はこのため
滑性が過度であまりにも滑り易いため、巻き取り機で巻
き取ることはできなかった。以上から、本発明について
の種々の変更をなしうることは明らかであろう。しかし
ながら、そのような変更は本発明の範囲内のものと考え
られる。

【００２６】産業上の利用可能性本発明は、断熱材及び音響材に使用される断熱材パッケ
ージに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により二重ガラス繊維製品を製造
する装置を示す側面図である。

【図２】本発明により製造される二重ガラス繊維製品が
収集される直接成形法を示す概略斜視図である。

【図３】本発明により製造された断熱材製品を示す概略
斜視図である。

【図４】本発明の繊維を製造できる繊維化装置を示す側
断面図である。

【図５】図４の５−５線に沿って切断した平面図であ
り、図４のスピンナの一部を示すものである。

【図６】本発明の方法により製造された圧縮性断熱材を
包装する装置を示す概略側断面図である。

【図７】図６と同様な概略断面図であり、断熱材が巻き
上げられているところを示すものである。

【図８】図７と同様な概略断面図であり、断熱材ロール
がほぼ完成するところを示すものである。

【図９】図６に示した装置のマンドレルを示す概略側面
図である。

【符号の説明】

１０炉１４繊維化装置１８不規則形状の二重ガラス繊維のベール２２ブロワ７７滑剤９０オリフィス１１２予圧縮コンベア１２０上方のベルトローラ１２２上方のベルトローラ１２４上方のベルトローラ１３０下方のベルトローラ１３２下方のベルトローラ１３４下方のベルトローラ１４０偏向ローラ１４２偏向ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロナルドエイハウプトアメリカ合衆国オハイオ州 43055 ニューアークジェファーソンロード 148 (72)発明者ティモシーエイパワーズアメリカ合衆国オハイオ州 43055 ニューアークミスティーグレンドライヴ 1402 (72)発明者クラークバーダンザセカンドアメリカ合衆国オハイオ州 43023 グランヴィルハンキンソンロード 1878 (72)発明者ロバータエルオルキアーアメリカ合衆国オハイオ州 43046 ミラーズポートデュプラープレイス 2974 (72)発明者ラリージェイグラントアメリカ合衆国オハイオ州 43082 ウェスターヴィルエイルズバリードライヴウェスト 348

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる組成物からなる溶融鉱物材料の２
つの流れをスピンナに供給し、スピンナから二重ガラス
繊維を遠心力で放出し、二重ガラス繊維に滑剤を付着
し、二重ガラス繊維を収集して二重ガラス繊維製品と
し、該二重ガラス繊維製品を包装することからなる二重
ガラス繊維製品の製造方法において、前記包装工程が二
重ガラス繊維製品をロール状パッケージにすべく二重ガ
ラス繊維製品をローリングすることからなり、該ローリ
ング工程が二重ガラス繊維製品の一部に反復圧縮及び反
復解放を生じさせることを特徴とする二重ガラス繊維製
品の製造方法。
【請求項２】前記滑剤が、約０．０１〜１．５％の範
囲内の量で付着されることを特徴とする請求項１に記載
の方法。
【請求項３】前記滑剤が、約０．０１〜０．７％の範
囲内の量で付着されることを特徴とする請求項２に記載
の方法。
【請求項４】前記ロール状パッケージが約６〜１８ｐ
ｃｆ（９６〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密度を
有し、前記二重ガラス繊維製品は、ロール状パッケージ
から解放されると約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８〜
９．６ｋｇ／ｍ ³）の範囲内の密度に復元することを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記ロール状パッケージが約９〜１８ｐ
ｃｆ（１４４〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密度
を有し、前記二重ガラス繊維製品は、ロール状パッケー
ジから解放されると、約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８
〜９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の密度に復元することを
特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】結合剤を付着する工程がないことを特徴
とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】結合剤を付着する工程がないことを特徴
とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】前記滑剤が鉱物油であることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。
【請求項９】異なる組成物からなる溶融鉱物材料の２
つの流れをスピンナに供給し、スピンナから二重ガラス
繊維を遠心力で放出し、二重ガラス繊維に約０．０１〜
１．５％の範囲内の量で滑剤を付着し、二重ガラス繊維
を収集して二重ガラス繊維製品とし、該二重ガラス繊維
製品を包装することからなる二重ガラス繊維製品の製造
方法において、前記包装工程が二重ガラス繊維製品をロ
ール状パッケージにすべく二重ガラス繊維製品をローリ
ングすることからなり、該ローリング工程が二重ガラス
繊維製品の一部に反復圧縮及び反復解放を生じさせるこ
とを特徴とする二重ガラス繊維製品の製造方法。
【請求項１０】結合剤を付着する工程がないことを特
徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】前記滑剤が鉱物油であることを特徴と
する請求項９に記載の方法。
【請求項１２】前記ロール状パッケージが約６〜１８
ｐｃｆ（９６〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密度
を有し、前記二重ガラス繊維製品は、ロール状パッケー
ジから解放されると約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８〜
９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の密度に復元することを特
徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】異なる組成物からなる溶融鉱物材料の
２つの流れをスピンナに供給し、スピンナから二重ガラ
ス繊維を遠心力で放出し、二重ガラス繊維を収集して二
重ガラス繊維製品とし、該二重ガラス繊維製品を包装す
ることからなる二重ガラス繊維製品の製造方法におい
て、二重ガラス繊維製品が、包装工程前に、約０．６ｐ
ｃｆ（９．６ｋｇ／ｍ³）より小さい密度を有し、前記
包装工程が二重ガラス繊維製品をロール状パッケージに
すべく二重ガラス繊維製品をローリングすることからな
り、該ローリング工程が二重ガラス繊維製品の一部に反
復圧縮及び反復解放を生じさせ、復元した製品は、ロー
ル状パッケージから解放されると約０．６ｐｃｆ（９．
６ｋｇ／ｍ³）より大きい第１密度を有し、二重ガラス
繊維製品に、復元密度を前記第１密度より少なくとも２
０％低い密度に低下させるのに充分な量で滑剤を付着す
ることを特徴とする二重ガラス繊維製品の製造方法。
【請求項１４】前記二重ガラス繊維製品に、復元密度
を前記第１密度より少なくとも３０％低い密度に低下さ
せるのに充分な量で滑剤を付着することを特徴とするこ
とを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記滑剤が約０．０１〜１．５％の範
囲内の量で付着されることを特徴とする請求項１３に記
載の方法。
【請求項１６】前記滑剤が約０．０１〜０．７％の範
囲内の量で付着されることを特徴とする請求項１５に記
載の方法。
【請求項１７】前記ロール状パッケージが約６〜１８
ｐｃｆ（９６〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密度
を有し、前記二重ガラス繊維製品は、ロール状パッケー
ジから解放されると約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８〜
９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の密度に復元することを特
徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】前記ロール状パッケージが約９〜１８
ｐｃｆ（１４４〜２８８ｋｇ／ｍ³）の範囲内の圧縮密
度を有し、前記二重ガラス繊維製品は、ロール状パッケ
ージから解放されると約０．３〜０．６ｐｃｆ（４．８
〜９．６ｋｇ／ｍ³）の範囲内の密度に復元することを
特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】結合剤を付着する工程がないことを特
徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】前記滑剤が鉱物油であることを特徴と
する請求項１３に記載の方法。