JPH10503247A

JPH10503247A - 割り可能なパック用二成分及び長繊維製品形成

Info

Publication number: JPH10503247A
Application number: JP8505136A
Authority: JP
Inventors: クラークザセカンドバーダン
Original assignee: オウェンスコーニング
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1998-03-24
Also published as: CA2194392A1; AU3097095A; WO1996002695A1

Abstract

(57)【要約】長繊維（１６）の割り可能なパック（７８）を、長繊維（１６）のウールパック（４８）を積層関係に形成し、付着させることによって開示する。その結果出来たウールパック（７８）は、障害物の周りへの取付けの容易のためにバインダーなしウールパック（４８）の間に構成される平面（８３）に沿ってほぼ分離できる。

Description

【発明の詳細な説明】割り可能なパック用二成分及び長繊維製品形成〔技術分野〕本発明は鉱物繊維のウール材料に関し、特に、長いガラス繊維の絶縁製品に関する。本発明は又、長いウール繊維で作られた絶縁製品の製造に適する。〔背景技術〕小径のガラス繊維は防音又は断熱材料を含む種々の用途に有用である。これらの小径の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されたとき、強度又は剛性が個々に欠くガラス繊維を非常に強い製品に形成することができる。製造されたガラス繊維絶縁材は軽量、高い圧縮性及び弾性を有する。この特許明細書の目的で、用語「ガラス繊維」及び「ガラス組成物」を使用する際には、「ガラス」は、岩石、スラグ及び玄武岩のようなガラス質の鉱物材料並びに伝統的なガラスの多くを含む。ガラス繊維絶縁製品を製造するための一般的な従来技術の方法は回転法でガラス繊維を製造することを含む。単一の溶融ガラス組成物は、遠心器又はスピナの外壁のオリフィスを通って押し出され、主にまっすぐなガラス繊維を製造する。繊維はブロワーによって下向きに引かれ、従来の空気ナイフ及びラッピング技術が典型的にベールを分散させるために使用され、許容できるほぼ均一な繊維分配を行う。繊維が下向きに引かれるとき、繊維をウール製品の中に接着し、製品の完全性を提供するために必要とされるバインダーが繊維に噴霧される。次いで、繊維は収集され、ウールパックを形成する。ウールパックを更にオーブンで加熱し、機械的に形成し、そして切断することによってウールパックは加工されて絶縁製品になる。一旦、形成されると、出荷コストを減じるためにウールパックを高く圧縮することが又、望ましい。かくして、ウールパックは又、使用のために解かれたとき、圧縮からの迅速かつ確実な回復を示すことが望ましい。一旦、解かれると、幾つかの製品用途ではウールパックを長手方向に分離できることが取付けのし易さのために望ましい。例えば、壁及び屋根裏の設置に使用されるウールバットの取付け者は、ウールを間柱とたる木との間に配置することになっている場合にパイプ、導管、電線、及び他の建築組立て要素などの障害物にしばしば出合う。従来のやり方は、短繊維バットをほぼ平面に沿って裂くことによってその領域で短繊維バットを長手方向に分離することであった。次いで、パックの分離された部分を、障害物をまたぐように位置決めする。バインダーによって結合された短繊維の商業上のウールパックは、それらの性質によってかかる長手方向の分離に応じやすかった。かくして、ほぼ均一な密度、製品の一体性、及びガラス繊維のウール絶縁材料の圧縮からの回復のような望ましい格子特性、並びに長手方向の分離性などの望ましい実用的な特徴を達成するために、比較的短い繊維を使用することが必要であった。長繊維は、それらの過剰なからみ合い傾向及びロープと紐の形成のためにガラス繊維のウール製品には使用されない。かくして、長繊維は、バインダーなしでも幾らかの繊維同志のからみ合いを示すが、その結果出来たウールパックの不均一性は長いことそれらを商業上望ましくないものにした。この特許明細書の目的のために、用語「短繊維」及び「長繊維」を使用する際には、用語「短繊維」は、約25.4ミリメートル（１インチ）以下の繊維を含むことを意図し、用語「長繊維」は、約50.8ミリメートル（２インチ）より長い繊維を含むこと意図する。典型的には、回転繊維形成技術によって製造された短繊維のウールパックは、ウールパックの１０％以下からなる幾らかの長繊維を含む。長繊維は異なる空気力学的特性を有し、従来のラッピング技術は、長い又は半連続繊維のベールでのロープ及び紐の形成を除去するのに失敗し、むしろこれを高める傾向がある。攪乱されていない時でさえ、ベールが収集面にゆっくり降下するとき、長繊維のベールはロープ及びひもを形成する傾向がある。収集面の移動にかかわらず、長いガラス繊維は、（短繊維の攪乱されたベールのように）積み重なって繊維の不均一なパックになり、扱いにくい繊維蓄積物になる傾向がある。一部がロープ及びひもの形成によって特徴づけられるこれらの不均一なパックは、長繊維の著しい商業上の使用を長く妨げてきた。長繊維のロープは商業上望ましくない外観を作り、より重要なことに理想的な均一な格子から逸脱したものを作り、ガラスウールの絶縁能力を減じる。ロープ、紐、及び長繊維の過剰なからみ合いは更に、商業的に望ましい長手方向分離特性を抑制し、実際上の取付けをより困難にする。しかしながら、短繊維絶縁材にはその問題がない。まっすぐな短繊維ですら、偶然の格子のみを形成し、繊維の幾らかは互いに束なって積もる。その結果、既存のガラスウール絶縁材料は、製品内の繊維の分布において著しい不均一さを持ち続ける。短繊維ウールに関する更なる問題は、使用されるバインダーが高価であり、幾つかの環境上の欠点を有することである。大抵のバインダーは有機化合物を含み、製造工程からの排水をかかる化合物の負の環境上の影響を改善するように処理しなければならない。加えて、バインダーをオーブンで硬化する必要性は付加的なエネルギーを消費し、追加の環境上の清浄コストを生じる。製品を圧縮したとき、短繊維に関する更なる問題が起こる。バインダーは繊維同志の交差部にしっかりとついているが、繊維にかかる応力が過度の圧縮により増大すると、繊維は切れる。かくして、現行の絶縁製品は依然として十分な回復を達成しながら、可能な圧縮の量が制限される。それにもかかわらず、長繊維はほとんど全ての点で問題があるため、格子の不均一、バインダーの必要性、及び限られた圧縮性における短繊維の種々の欠点にもかかわらず、ガラス繊維の商業上のウール絶縁製品にはまっすぐな短繊維のみを長く使用してきた。従って、ウールパックの特性を改良し、費用を下げ、環境上の問題を取り除くウール絶縁製品の更なる改善の必要性が残されている。〔発明の開示〕本発明は、長いガラス繊維のウールパックの形状を更に定めるための方法を提供することによってその要望を満たし、どの方法も格子の均一性をほぼ維持し、バインダーの必要性を除去し、商業上の製品にとって所望される著しい圧縮性及び回復性を示すウールパックを生じる。本発明によれば、単一のガラス組成物の長繊維、並びに非線形の二成分繊維を生じさせる２つのガラス組成物を含む繊維を含む長いガラス繊維のウールパックを提供する。ウールパックへの長繊維の収集は、回転繊維形成機からのベールを一対の高速回転有孔ドラム状面に受け、ベールの中のガスをドラム面からの吸引によって繊維から分離し、残った繊維をドラムの間の狭い間隙を通して高速で運んでウェブを形成することによって達成される。ドラム面は、ドラムでのベールの速度の約５０％乃至約１５０％の範囲の表面速度を有するように高速で作動される。次いで、ウェブはウールパックを形成するように分配される。出来たウールパックの繊維は無秩序にかつ不均一に分配される。別の例として、ウールパックへの長繊維の収集は、回転繊維形成機によって製造されたベールを対向する第１の有孔コンベヤ面で受け、そこからガスを除去し、残った繊維を通路を通って第２のコンベヤ面で運び、回転繊維形成機によって確立された繊維配向を実質的に維持することによって達成される。出来たウールパックの繊維は、ほぼ螺旋関係に配向され、相互に関係する。これらのウールパックを製造するための方法は、ここに共に援用された、本出願の譲り受け人と同一人に譲渡された、アッセンベック（Ａｓｃｈｅｎｂｅｃｋ）による高速回転式ドラム及び低周波音分配を使用するウールパック形成方法（ＷＯＯＬＰＡＣＫＦＯＲＭＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＵＳＩＮＧＨＩＧＨＳＰＥＥＤＲＯＴＡＴＩＮＧＤＲＵＭＳＡＮＤＬＯＷＦＲＥＱＵＥＮＣＹＳＯＵＮＤＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ）と称される、１９９４年５月２日に出願された米国特許出願第０８／２３６，０６７号、及びグラント（Ｇｒａｎｔ）等による長いウール繊維を収集する直接成形方法（ＤＩＲＥＣＴＦＯＲＭＩＮＧＭＥＴＨＯＤＯＦＣＯＬＬＥＣＴＩＮＧＬＯＮＧＷＯＯＬＦＩＢＥＲＳ）と称される、１９９４年５月９日に出願された米国特許出願第０８／２３９，８２０号に非常に詳細に説明されている。何れの方法によって製造された長繊維のウールパックも繊維のほぼ均一な分布を有し、ロープ形成はほぼ無い。かかるウールパックを、形成工程によって最初に形成し、プラスチックで包装して製品形成を行うために、或いは、別の例として下により詳細に開示する方法によって形成しても良い。ここで使用するように、用語「長繊維のウールパック」は、数又は重量でほぼ５０％又はそれ以上の長繊維の実質的な割合を有するウールパックを呼ぶが、いくぶんより少ないパーセント（約１０％より大きい）の長繊維を有するウールパックを含んでも良く、それにも関わらず長繊維のより高いパーセントを有するウールパックの性質を示す。本発明で提供される長いガラス繊維のウールパックは、製品形成に関する独特な問題を有する。長繊維は短繊維に較べて幾分からみ合い、バインダーなしに製造される。初期のウールパック形状は上に述べたように提供され、フィルムで包装することによって保持することができ、種々の製品のためのウールパックでのより大きい形成が所望される。本発明における長繊維のより厚いバインダーなしマット及びウールパックは、先行技術によって以前に十分に扱われなかった製品形成の問題を有する。本発明は、ヒートセットと組合わされたバインダーの従来の付与によって形状に容易に適合しないで束を形成する傾向がある長繊維、特に不規則な二成分繊維を含むウールパックに形状を与えようとする。その上、長繊維のからみ合いは、妨害物の周りに取付け中、パックの長手方向の分離の商業的に望ましい特徴を困難にするが、本発明は、長手方向に分離可能な、即ち、「割り可能な」パックを提供しようとする。かくして、本発明の方法は、先ず、長い単一成分、及び特に、二成分ガラス繊維のかかる厚い、バインダーなしウールパックにおいて製品形成を生じる種々の択一的な方法を提供する。本方法は、繊維マトリックスを攪乱する段階を含むもの、要素を繊維マトリックスに加える段階を含むもの、そして繊維を融解する段階を含むものとしてばらばらにグループ分けされている。特に、不規則に形成された長い二成分繊維に関して、ウールパックの表面に引き起こされた過剰なからみ合いは回復に負の影響を与えることが分かった。その上、例えば、ニードリングによる、表面を超える繊維マトリックスの過剰な攪乱により、ウールパックのからみ合った不規則に形成された繊維を真っ直ぐにさせてしまい、ウールパックに価値を与える望ましい容積充填特性の幾らかを失わせることが分かった。かくして、重要な商業的かつ機能的な特性を保ち、所望の製品形成を提供するために注意が払われなければならない。繊維マトリックスを攪乱する本発明の方法は、本発明に従って、より厚い繊維ガラスマット、即ち、厚さが約７６mm（３インチ）を超えるマットに使用するようになっている水からみ合い及びエアーナイフからみ合い技術を含む。加熱したニードルを使用するニードルパンチを更にここに開示する。要素を繊維マトリックスに加える本発明のそれらの方法は、複数の場所に沿ってウールパックの幅の中への接着剤ひも又は熱可塑性樹脂ひもの注入、即ち、活発な表面加熱で熱溶融熱可塑性樹脂噴霧又は熱可塑性樹脂繊維の表面付与、最初の形成から今だ熱いウールパックへの熱可塑性樹脂繊維の後生産付加、及び繊維部分での縫合、を含む。これらの方法は第１の群に較べて一般的に侵入的でなく、繊維マトリックス内の定められた部分、即ち、複数列を攪乱するに過ぎない。繊維の融解を含む本発明の方法は繊維同志の連結部に接着を与えるためにレーザーの使用、加熱した熱板による繊維の表面領域又は加熱したニードルによる繊維の他の群の融解、及びより低い融解温度のガラス又は他の熱可塑性樹脂成分などのより容易に融解できる材料を１つの成分として含む二成分繊維の使用を含む。融解するためのこれらの後者の方法は最も侵入的でなく、マトリックスを著しく攪乱したりウールパックに付加的な材料を導入することなしに、一部分、即ち、繊維マトリックスの複数列だけを含む。本発明の方法は、第２には、取付けのために望まれる長手方向に分離できる、即ち、割り可能なパックを製造する種々の択一的な方法を提供する。長繊維の割り可能なパックの準備を、所定の第１の重量及び第２の重量の長繊維ウールパックを積層することによって本発明に従って達成する。各層を、ちょうど言及した方法の１つによって形成された所望のパックの中に順次処理する。上部層を、上部層の形成中又は形成後、底部層に付着させる。それに加えて、１つの平面以上に沿って分離できるウールパックは、多数のウールパック層を積層することによって形成できる。本発明のこれらの方法及び他の特徴並びに利点を図面及び下の詳細な説明でより詳細に示す。〔図面の簡単な説明〕図１は本発明の方法の側立概略図である。図２は、図１においてＢで行う本発明の１つの実施の形態の遠近法での細部概略図である。図３は、図１においてＢで行う本発明の幾つかの実施の形態を代表する装置の遠近法での細部概略図である。図４Ａ乃至図４Ｄは、本発明によって相互に関連したウールパックの繊維の概略断面図である。図５は本発明を代表する積層工程の遠近法での概略図である。図６は、本発明によって接着した積層構造におけるウールパックの概略断面図である。図７は、本発明による割り可能なウールパックの遠近法での概略図である。〔発明を実施する形態〕本発明の方法は、図５乃至図７に図式的に示すように長いガラス繊維１６の割り可能なウールパック７８を製造するのに使用される。図１乃至図７を参照すると、割り可能なウールパックを形成するための方法は、長いガラス繊維の少なくとも２つのバインダーなしウールパックの形状を定め（図１乃至図４Ｄ）、バインダーなしウールパックを互いに分離可能な積層関係に付着させる（図５乃至図７）ことによって始まることがわかる。下に示す長繊維１６のバインダーなしパック４８を製造する好ましい方法によれば、各ウールパック４８は、ほぼ均一に分配された長いガラス繊維１６を有し、ほぼ配向された長いガラス繊維１６を有しても良い。長いガラス繊維１６の各バインダーなしウールパック４８の形状を定めることは、ここに更に開示する種々の方法のいずれかによってウールパック４８のほぼ特定の部分の第１の多数の長繊維を相互に関係させることを含む。用語「ほぼ特定の」を、そのように相互に関係したウールパック４８の部分を説明するのに使用され、それらのほぼ特定の部分は又、ウールパック４８の「目標にされた」「定められた」「限定された」「別個の」「分離した」等の部分と称される。図４Ａ乃至図４Ｄに見ることができるように、それらの多数は、開示した種々の方法から生じた互いに間隔を隔てた関係で部分８８（図２に示す）又は領域、群、複数列１００、対角線１０２、平らな部分１０４、又は他の繊維１６の結合の中にある。それにも関わらず、かかる相互関係によりバインダーなしウールパック４８を所望の厚さの形状に維持する。図５及び図６を参照すると、バインダーなしウールパック４８を互いに積層した分離可能な関係に付着させることは、ウールパック４８の隣接したほぼ特定の部分の第２の多数の長繊維７９を相互に関係させることを含む。ウールパック４８の付着は、少なくとも上部ウールパック層８２を底部ウールパック層８０の上に位置決めすることを含む。パック層８０、８２の隣接面は、一般的にバインダーなしウールパックが分離できる平面８３を構成する。中間のウールパック層８１を、図６に示すように複数の分離面８３を構成するために更に設けても良い。ウールパック４８は好ましくは所定重量のものであり、積層されたとき、完全に形成されたウールパックとして提供され、又は上部ウールパックのようなウールパックの少なくとも１つとともに隣接層への付着前、付着後又はその間に形成されるように用意される。かくして、ウールパック４８の形状を定め、ウールパック４８を積層した関係に付着させることが、順々に又は同時に行なわれる。形成技術図１乃至図４Ｄに代表的に示すように、本発明の方法は長いガラス繊維１６のウールパック４８の形状を定めるのに使用される。図１を参照すると、本方法は、ほぼ均一に分配された長いガラス繊維１６のバインダーなしウールパック４８を用意することによって始まることが本発明によって分かる。回転繊維形成装置１１を図式的に示す。次いで、広く述べるように、長繊維のウールパック４８の形状を定めることはウールパックを第１の厚さに圧縮し（Ｂで示すように）、ウールパック４８の特定の部分の第１の多数の長繊維１６を相互に関係させることを含む。その後、パックを解放し（Ｃで指示するように）、その上、第１の多数の長繊維１６を、ウールパック４８を所望の厚さの形状に維持するために引っ張り状態で十分に相互に関係したままにする。第１の多数の繊維１６は、初期の形状のみを有する形のはっきりしない束、即ち、パックに戻るウールパック４８の傾向によって引っ張り状態に配置される。出荷に関して（Ｄで示すように）、より薄い第２の厚さに更に圧縮したとき、繊維１６の間に確立された相互関係により理想的に繊維を曲げさせ、更なる圧縮が軽減されたとき、ウールパック４８はその所望の厚さに回復する。繊維形成中のバインダーの一般化した塗布と相互に関係した短いガラス繊維の従来技術のウールパックと異なり、本発明は、長繊維１６のバインダーなしウールパック４８の特定の部分を相互に関係させるための後生産方法を主に開示する。本発明の方法によれば、ウールパック４８の第１の多数の繊維１６は付加的なからみ合いによって相互に関係するか相互結合によって相互に関係するかのいずれか又は両方である。しかしながら、繊維１６の十分な付加的なからみ合いをパックの表面に引き起こし、良好なパック形状形成を与えることは、圧縮後、パックの回復に悪影響を与えることが分かった。従って、ウールパック４８の圧縮が、ウールパック４８の２つの面と、接触状態の圧縮面８４との間の相対的な運動なしに実質的に起こることが好ましく、かくして圧縮面８４と接触する長繊維１６の間の相互関係をほぼ維持する。図２に示すように、圧縮面８４は連続的なベルトであり、その代わりに平行な又は連続した複数のより小さい連続的なベルト、若しくはウールパック４８の移動の方向に対して横方向に配向された複数のローラー、又は更に他の構造又はかかる要素の組合せであっても良い。特に、パックが繊維を圧縮し相互に関係させるために止まる所で、圧縮面８４が、プレート又は他のより堅い不動面によって設けられる。とにかく、圧縮面８４が、必要な圧縮を行い、要求されない面からみ合いをウールパック４８に作ることなしに（隙間、空間、開放の構造を通して）相互に関係させる段階を行わせることができる限り、圧縮面８４の正確な構成及び組合せは本発明に不可欠でない。本発明に従ってウールパック４８内で相互に関係した第１の多数の長繊維１６は、無秩序に分配され、又は例えば、ほぼ水平関係又は螺旋関係に一般的に配向される。長繊維１６は真っ直ぐで、単一のガラスで形成され、或いは、不規則に形成された二成分繊維であっても良い。その上、ここに開示した方法は、第１の多数のウールパックの繊維のを相互に関係させるために別々に又は組み合わせて実行することができる。本発明の方法は又、他の熱可塑性重合体及び鉱物繊維タイプの使用を見出すが、バインダーなし長いガラス繊維へのそれらの付与が好ましい。本発明によれば、長繊維１６の間に相互関係及びより正確に相互結合を作るために多数の長繊維１６を融着することを含む幾つかの方法を提供する。第１のかかる方法では、ウールパック４８を所望の厚さに圧縮し、ウールパック４８の特定の部分の第１の多数の長繊維１６を、ウールパック４８の一面の少なくとも一部を加熱した面８６と接触させることによって相互に関係させ、第１の多数の長繊維１６を、ウールパック４８の形状を定めるために繊維を加熱することによってウールパック４８のその部分に相互に結合させる。図２を参照すると、加熱した面８６は好ましくは、連続したウールパック４８に当てられ、過剰な表面からみ合いを回避するためにパックとともに移動するのが良い。別の例として加熱した面８６を静止したウールバットに当てても良い。加熱した面８６は、例えば、活発に加熱した熱板でも良く、又はオーブン内に置くことによって受動的に加熱されても良い。加熱した面８６を、ウールパック４８の縁、隅、又は面に沿うウールパックの部分に、或いはウールパック４８を形成するかかる場所で型の中に押しつける。図２は、部分８８に指示するように、ウールパック４８の面及び縁の繊維１６を代表的に相互に結合するために軌道構造物（図示せず）の上でウールパック４８とともに移動する一連の加熱した面８６を示す。加熱した面８６は、融解される繊維１６の数及びパックの中への浸透の深さを決定する目標電力及び温度で特に設計される。融解された面部分８８の組織は柔軟さ及び曲げやすさから曲がりにくさ及び堅さに変化する。長繊維１６が、異なる融点を有する２つの材料を含む二成分繊維である場合、加熱面を、一方の材料の融点又は軟化点の下で、かつ他方の材料の融点の上の温度に加熱し、従って、第１の多数の長繊維１６の相互結合が二成分繊維の２つの材料の実質的に一方を溶融し、軟化することによって行われる。第１の多数の長繊維１６を、ウールパック４８の特定の部分でウールパック４８の面から内方に加熱した面を位置決めすることによって相互に結合させる第２の方法を本発明によって提供する。この方法では、加熱した面は好ましくは、加熱したニードル９０である。ウールパック４８を所望の厚さに圧縮し、第１の多数の長繊維１６との接触は、加熱したニードル９０をウールパック４８の少なくとも１つの面からウールパック４８の中に挿入することによってなされる。かかる挿入は、ニードルの移動経路の少なくとも或る部分を構成し、第１の多数の繊維１６の相互結合はニードルの移動経路に沿って行われる。ニードルの移動経路は更にその引っ込みの経路、並びにニードルの中に挿入中、ウールパック４８に対する横方向のどんな移動をも含む。かくして、ニードルはバインダーなしの第１の多数の長繊維１６の間に内部の相互結合を形成する。図４Ａ乃至図４Ｄに示すように、もし、加熱したニードル９０をウールパック４８に対して幾分移動させるならば、移動経路により、これらの相互結合を複数列１００の中に、対角線方向１０２に沿って、又は短い平面部分１０４に沿って配向させる。ニードルの貫通は深さ及び角度によって変化し、ウールパック４８の両側から当てることができ、貫通の全ては、製造している製品の特別な要求に依存する。好ましくは、多数の加熱したニードル９０を、製品形成を行うためにウールパック４８全体にわたって各々配置した場所に挿入する。これに関して幾つかの可能なパターンを図４Ａ乃至図４Ｄに示すが、本発明を、図示した例示的なパターンに限定するものではない。再び、長繊維１６が、異なる融点を有する２つの材料の二成分である場合、ニードルを、一方の材料の融点以下で、かつ他方の材料の融点以上に加熱し、従って、第１の多数の長繊維１６の相互結合が二成分繊維の２つの材料の主に一方を溶融し、又は軟化させることによって行わうことができる。この方法によって使用するニードルは、好ましくは、滑らかな伝導性金属ニードルであり、その使用によって引き起こされる関連した繊維からみ合いを最小にし、或いは或るレベルの繊維からみ合いを故意に生じさせるためにざらざらさせても良い。第１の多数の長繊維１６を、ウールパック４８の繊維の部分を加熱するためにレーザー光エネルギーを当てることによってウールパックの面から内方にウールパック４８の特定の部分において相互に結合させる第３の方法を本発明によって提供する。好ましくは、レーザー光源９２の列（図３に示す）を、レーザー光エネルギーをウールパック４８全体にわたって各々間隔を隔てた場所に当てるように設けるのが良い。レーザー源９２は、繊維１６の間に融解を起こさせるのに十分な熱を発生することが可能であるどんな従来のレーザー源でも良い。ウールパック４８の密度、繊維１６の形状、及び形状が形成されている製品により強度（電力）及びビーム幅が変化する。強度及びビーム幅の変化は、貫通の深さ及び相互に結合させる繊維１６の数に影響を及ぼす。その上、ガラス繊維は、それらを不透明にし、又は当てられる特定のレーザー光をより吸収させるために添加剤を含む。レーザービーム９４を、第１の多数の繊維１６を複数列１００又は対角線方向に向いた群の中に溶融するためにウールパック４８に垂直方向又は斜め方向に当て、図４に例示的に示すように、ウールパック４８のいかなる面から入れても良い。この第３の方法は又、ビーム強度を、一方の繊維成分に他方の繊維成分より影響を及ぼすように目標設定し、又は添加剤を、一方の繊維成分のレーザー光吸収を向上させるために含んで、二成分繊維で使用することができ、溶融させ、ここに参照したガラス繊維に加えて多くのタイプの繊維間の相互関係を与えるために利用することができる。本発明によれば、第１の多数の繊維１６の間に相互結合を与えるために重合体材料のような要素を繊維マトリックスに加える段階を含む第４乃至第６の方法と称する幾つかの方法を又提供する。かくして、再び、図１を参照すると、本発明の第４の方法は、ウールパック４８を圧縮する前に又は同時に、ウールパック４８（Ａに示す）の表面の或る部分の上に熱い溶融した重合体噴霧又は重合体繊維９６を分配し、次いで、繊維を溶融させ又は軟化させ、かつ第１の多数のバインダーなしガラス繊維１６の間に相互結合を与えるためにウールパック４８を（Ｂに示すように）加熱する段階を含む。重合体繊維９６のために選択された重合体は、溶融され軟化されたときガラス繊維を相互に結合させることが可能で、圧縮力を解放し、引っ張り状態のとき、かかる相互結合を維持するのに十分に強く、ウールパック４８の圧縮中、曲がりやすいどんな重合体材料でも良い。熱溶融重合体噴霧又は重合体繊維９６のウールパック４８の面の少なくとも或る部分上への分配は、ウールパック４８の面の上であろうと近くであろうと、又は面から内方に配置されようと溶融又は軟化中、ガラス繊維がどこに位置決めされようと、ガラス繊維１６の相互結合を行う。この方法は更に、ウールパック４８の面から内方に十分にひっかかる大きさの重合体繊維９６を分配することによって実施される。より長い重合体繊維９６とより短い重合体繊維９６は両方とも、ウールパック４８の深さの中に相互結合を与えるように分散される。別の例として、第４の方法は、摂氏約９３℃乃至約２０４℃（華氏約２００°Ｆ乃至約４００°Ｆ）ほどの温度で形成工程から出てくるウールパック４８の形成直後に行われるのが良い。かくして、本方法は、製品の潜熱を有し、重合体繊維９６をウールパック４８の表面の或る部分の上に分配するウールパック４８を提供することを含む。重合体繊維９６を、圧縮の段階（Ｂで示す）の前に又は段階中、分配するのが良い。異なる大きさの繊維を、ウールパック４８内の異なる深さで相互結合を与えるように利用する。それに加えて、重合体繊維９６を更に溶融させ軟化させるために加熱する段階を除いても、或いは重合体繊維９６を更に溶融し軟化するために（Ｈで示すように）行っても良い。第１の多数の繊維１６の間に相互結合を作るために要素をウールパック４８に加える段階をも含む第５の方法を提供する。第５の方法は、バインダーなし長繊維１６の相互結合は、重合体材料の流れをウールパック４８全体にわたって第１の多数の間隔を隔てた場所の中に注入し、かかる重合体材料によって互いに結合されたバインダーなし長繊維１６を含む第１の多数の複数列１００を形成することによって提供される。図３に例示的に示すように、重合体材料は好ましくは、複数の注入ニードル９８によって注入されるのが良い。注入ニードル９８は、ウールパック４８の上に位置決めされ、好ましくは、ウールパックの少なくとも１つの面からウールパック４８の中に注入されるのが良い。上に説明したように加熱したニードル９０でやる注入ニードル９８の注入は、重合体材料の流れが注入される移動経路の少なくとも一部分を定める。かかる注入を、好ましくは、ウールパック４８を所望の厚さに圧縮すると同時に行なうのが良い。再び、もし、注入ニードル９０をウールパック４８に対して幾分移動させるならば、図４Ａ乃至図４Ｄに示すように、移動経路により形成された相互結合を、対角線方向１０２に沿って、又は短い平面部分１０４に沿って複数列１００に配向させる。かくして、注入ニードル９８の貫通は深さ及び角度がさまざまであり、ウールパック４８の両側から当てることができ、貫通の全ては、製造された製品の特別な要求に依存する。その上、注入ニードル９８は、重合体をその先端から、又はその長さに沿って少なくとも１つの開口、又は双方から放出することができる。注入ニードル９８は、結合される繊維１６の数及びパックの中への貫通の深さを決定する目標圧力及び流れ幅とともに特別に設計される。第１の多数の繊維１６の間に相互結合を与えるために要素をウールパック４８に加えることをも含む第６の方法を提供する。第６の方法は、圧縮の段階と同時に少なくとも１つの繊維１０６を長いガラス繊維１６のウールパック４８の中に間欠的に入れ込むことからなる。ウールパック４８の厚さは、典型的には７６. ２mm（３インチ）より大きい。本方法によると、複数の分離した繊維部分１０６をウールパック４８の中に間隔を隔てた場所で入れ込むことが好ましい。そのように入れ込むので、繊維１０６は変形する傾向があり、さもなければ、かかる変形によって適所に係止するようにバインダーなし長繊維１６と相互に関係させ、それによって第１の多数の繊維１６を相互に関係させる。別の例として、図３に加熱したニードル９０のような方法で、縫合ニードルの列によって縫合することを提供する。パックを第１の厚さに圧縮したとき、縫合ニードルによりガラス繊維又は他の材料繊維をパックの中に導入させる。これは、繊維１０６又は連続的な繊維１０８によって相互に関係した繊維１６の複数列１００を作る。しかしながら、ウールパック４８の中に入れ込まれた繊維１０６の数及びそれらの間隔は特定の製品の形状形成の量に依存する。とにかく、間隔がそのようなので、ウールパック４８に生じた結果的なからみ合いによってウールパック４８全体の回復は悪影響を受けない。その上、入れ込まれた繊維又は縫合された連続的な繊維１０８は、引っ張り状態の堅い複数列と、圧縮状態の曲げることのできる複数列を生じる。糸１０６又は繊維１０８は、パックの上面と底面との連通を維持するために熱流及び強度に抵抗する織度で特別に設計する。最後に、第１の多数の繊維１６の間に相互結合を与えるためにウールパック４８の繊維マトリックスを攪乱する段階を含む方法の第３の群を本発明によって提供する。これらの方法は、本発明によって与えられた長繊維１６の厚いウールパック４８に適合する水からみ合い及び空気からみ合い方法を含む。特に、第８の方法は、ウールパック４８を所望形状に圧縮すると同時に流体の高速、低体積流をウールパック４８の中に間隔を隔てた場所に注入することによって長繊維１６を相互に関係させる。これは、図３を参照し、水噴射をレーザー光９４の代わりにすることによって理解することができる。流体は好ましくは水であるが、その代わりに蒸気、空気、他のガス又はそれらの組合せであっても良い。流体の流れは個々の繊維１６をウールパック４８内の新しい場所へひきずり、その領域で他の繊維とのそれらの繊維１６のからみ合いを生じさせる。ウールパック４８を解放した後、完成した製品は、からみ合った繊維の結果として所望形状を達成する。使用する流体の体積及び注入する圧力は、繊維直径、製品密度、及び製品厚さに依存する。ここに援用された、本出願の譲り受け人と同一人に譲渡された、ベルダン（Ｂｅｒｄａｎ）によって二成分及び長繊維製品形成（ＢＩＣＯＭＰＯＮＥＮＴＡＮＤＬＯＮＧＦＩＢＥＲＰＲＯＤＵＣＴＤＥＦＩＮＩＴＩＯＮ）と称される、１９９４年７月２５日に出願された関連出願、米国特許出願第０８／２７９，６１３号に更に説明している。上に言及した種々の方法は、付加的な形状及び製品形成を与えるためにウールパック４８の第１の多数の繊維１６の間に所望の相互関係を提供する。本方法の実行は製造する製品によって変化する。それにも関わらず、本方法は長繊維１６、特に不規則に形成された二成分繊維のバインダーなしウールパック４８によって提起される独特の問題を扱う共通の結末を共有する。積層技術今、図５乃至図７を参照すると、本発明の方法は更に、取付けのために所望される、長手方向に分離できる、即ち、割り可能なパック７８を製造するために種々の択一的な方法を提供する。かくして、積層されたウールパックを付着させるために第２の多数７９の長繊維１６を相互に関係させる段階は、それらの繊維を熱板又はニードルなどの加熱した面と接触させ、それらの繊維をレーザー光エネルギーで加熱し、それらの繊維を用意した重合体材料で例えば、繊維の混合又は注入によって結合させ、又はこれらの方法の組合せによって行うことができる。これらの方法は、相互結合によって第２の多数の繊維の相互関係を共通に有する。本発明によれば、第２の多数の長繊維をレーザー光エネルギーで加熱することによってそれらを相互に関係させることが好ましい。上に開示したように、積層されたウールパックを付着させるために第２の多数７９の長繊維１６を相互に関係させる段階は又、流体の高速流を間隔を隔てた場所で前記ウールパック４８のほぼ特定の部分の中に注入し、ニードルを間隔を隔てた場所で前記ウールパックの中に注入し、少なくとも１つの繊維をウールパックの中に間欠的に入れ込み、又はこれらの組合せによって行うことができる。これらの方法は、第２の多数の繊維が繊維からみ合いによって相互に関係する結果を共通に有する。ウールパック４８の形状を構成するのに使用する技術とウールパック４８を積層関係に付着させるのに使用される技術が同一であるとき、ウールパック４８を積層してから上部パック層８２を構成するのが良い。かくして、本発明によれば、上部ウールパック層８２を下部ウールパック層８０の上に位置決めした後、ウールパックの第１の多数の繊維を相互に関係させる段階及び、隣接するウールパック４８の第２の多数７９を相互に関係させる段階を行う。上部ウールパック層８２の形成を、層８０、８２の付着と同時か順次に実施しても良い。幾つかの方法に関して、形成及び付着を、同一の方法によって積層されたウールパック構造７６の異なる深さまで行なう。即ち、第１の多数の繊維を相互に関係させることは、上面ウールパック層８２のみの中にほぼ延びる第１の深さまで行い、繊維の第２の多数７９を相互に関係させることは、上面ウールパック層８０の中に上部ウールパック層８２を通して延びるほぼ第２の深さまで行う。この点について、高温ニードルの注入、レーザー接着、ニードルパンチ、水からみ合い、及び縫合、並びに留めるような技術で、第２の多数７９の長繊維１６の相互関係が更に、第１の多数の長繊維の相互関係を同時に達成する。重合体材料を分離面８３に対向するウールパックの面から注入するような他の技術は、ニードルが第２の多数の繊維に配置されるまで、重合体の注入を制限することによって（図５に示すように）第２の多数７９の繊維のみを相互に関係させるように特別に目標設定する。中間のウールパック層８１が多数の分離平面８３を構成するために与えられる場合、上述した例示的な２層構造についてちょうど説明したように、各中間ウールパック層８１を１つ又はそれ以上の下方層に順次付着させ、又は形成して付着させることができることが理解できる。しかしながら、この点について、第２の多数の繊維を、それらの方法を積層されたウールパック構造７６の少なくとも１側面７７から行うことによって開示された方法の各々によって特別に目標設定する。図６に示すように、種々の方法を側面７７から行うとき、第２の多数７９の繊維を、複数列１１０、対角線１１２、又は平面部分１１４、若しくは積層されたウールパック４８の隣接面間にほぼ沿って又は横切って位置決めされた領域に沿って相互に関係させることができる。割り可能なパック７８の分離の平面８３はそれによって構成され、利用する方法は、層の厚さの中への貫通を必要とすることなく、第２の多数７９の繊維１６により正確に目標にされる。積層された構造７６の側面７７からの接近は、多数の分離平面８３が割り可能なパック７８に構成される点で有利である。ウールパック４８を積層関係に配置し、接合する前に、或る積層技術を少なくとも部分的に遂行する必要がある。形成技術及び積層技術が完全に異なるかかる積層技術を更に例示する。例えば、図５を参照すると、どのようにウールパック４８を形成するかに関わらず、ウールパック４８を、代表的に示したように熱した溶融重合体噴霧又は付与した重合体繊維９６と積層関係で付着させる。重合体の付与は積層段階の前に行われ、重合体を、接合されているウールパック４８の少なくとも１つの少なくとも一面に付与する。かくして、接合されている繊維の第２の多数７９はほぼウールパック４８の両側面又は表面の上又は近傍にある。熱溶融重合体噴霧を使用する場合、重合体を予熱する。重合体繊維９６を使用する場合、重合体繊維を、第２の多数７９の繊維を相互に結合するためにウールパック４８への付与後、溶融させる。重合体を溶融し、ガラス繊維を接合するための熱は、ウールパック４８の製造の潜熱として与えられる。その代わりに、重合体繊維９６の付与の前又は後に熱をウールパック４８の面に与えても良い。図５に代表的に示すように、繊維の付与前に、加熱したローラー８９によって又は加熱ランプで放射方向に、或る面への加熱を機械的に行うことができる。その上、繊維の付与後、又はウールパック４８の積層後、重合体繊維を溶融し、ウールパック４８を積層関係に接合するために加熱ランプ、又は熱したガスを経由して熱を加えることができる。熱溶融重合体噴霧又は重合体繊維９６のための好ましい重合体材料は、ポリエチレン、好ましくは、線状の低密度ポリエチレン、又はポリプロピレン、エチレンビニルアセテート、又はそれらの組合せ、又は他の適当な重合体材料を含む。熱溶融重合体噴霧は、好ましくは、感圧性である重合体であり、従って、ウールパック４８の層を接触状態に圧縮したとき、第２の多数７９の繊維は接着し、相互に関係し、層を接合する。かくして、割り可能なパックに使用されるウールパック４８の形状を定めるのに使用される技術とウールパック４８を積層関係に付着させるのに使用される技術は同一であっても異なっても良い。それにも関わらず、ウールパックが積層関係にある後、ウールパック４８の形状を定める場合、形成の段階は、更に好ましくは、積層されたウールパック組織の少なくとも或る部分を第１の厚さに圧縮し、ウールパックを所望厚さの形状に維持するために第１の多数の長繊維１６をウールパック４８のほぼ特定の部分で相互に関連させることを含む。第２の多数７９の長繊維１６をウールパック４８の隣接するほぼ特定の部分にほぼ同時に相互に関係させ、所望のようにそれらを積層関係に維持することが好ましく、次いで、図１に例示的に十分示すように、ウールパック４８を圧縮から解放する。その代わりに、ウールパック４８を圧縮から解放し、その後、第２の多数７９の長繊維１６を相互に関係させても良い。本発明によれば、最後に、ウールパックの形状を定めることは、２つの連続的なウールパックを積層し、付着後、付着させたウールパックを図７に示すように定められた長さの割り可能なウールパック７８に切断することを含む。その代わりに、ウールパック４８の少なくとも１つを、図５において指示する積層段階の前に定められた長さを有するウールバットに切断しても良い。とにかく、本発明の方法は、少なくとも１つの平面８３に沿ってほぼ割り可能な、長いバインダーなしガラス繊維の割り可能なウールパック７８を製造する。幾つかの代表的な実施の形態及び詳細を本発明を説明する目的のために示したが、ここに開示した方法及び装置の種々の変更が、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなしになされることは当業者にとって明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＥ０４Ｂ 1/86 0230−2ＥＥ０４Ｂ 1/86 Ａ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．長いガラス繊維の少なくとも２つのバインダーなしウールパックの形状を定め、前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックを分離可能な積層関係に互いに付着させることからなる、長いガラス繊維の割り可能なウールパックを製造するための方法。２．長いガラス繊維の少なくとも２つのバインダーなしウールパックの形状を形成する前記段階は、各ウールパックについて、前記ウールパックを所望厚さの形状に維持する第１の多数の長繊維を前記ウールパックのほぼ特定の部分に相互に関係させる段階を含む、請求項１に記載の方法。３．前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックを互いに積層関係に接着する前記段階は、前記ウールパックを積層関係に維持するために第２の多数の長繊維を前記ウールパックの隣接するほぼ特定の部分に相互に関係させる段階を含む、請求項１に記載の方法。４．前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる段階は、前記第２の多数をレーザー光エネルギーで加熱し、前記第２の多数の長繊維を相互に結合させることによって行われる、請求項３に記載の方法。５．前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる段階は、前記第２の多数の繊維を加熱された面に接触させ、前記第２の多数の繊維をレーザー光エネルギーで加熱し、前記第２の多数の繊維を重合体材料で接着し、又はそれらの組合せからなる群から行う方法段階である、請求項３に記載の方法。６．前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる段階は、流体の高速流を間隔を隔てた場所で前記ウールパックのほぼ特定の部分の中に注入し、ニードルを間隔を隔てた場所で前記ウールパックの中に挿入し、少なくとも１つの繊維を前記ウールパックの中に間欠的に入れ込み、又はそれらの組合せからなる群から行う方法段階である、請求項３に記載の方法。７．前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる前記段階は、前記第２の多数の繊維を溶融させることからなる、請求項３に記載の方法。８．前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる段階は、前記第２の多数の長繊維からなる前記バインダーなしウールパックの部分を形成して、重合体材料で接着することからなる、請求項３に記載の方法。９．前記付着の段階は、前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックを分離した関係で用意し、重合体材料を、表面のほぼ近くの少なくとも１つの前記ウールパックの特定の部分で第２の多数の長繊維へ付与し、前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックを積層関係に位置決めし、前記少なくとも１つのバインダーなしウールパックの前記表面を隣接したウールパックの対向する表面に接触させ、前記第２の多数の長繊維を前記重合体材料で付着させることによって相互に関係させることを含む、請求項１に記載の方法。 10．重合体材料を付与する前記段階は、重合体材料をまき散らすこと、噴霧すること、又は分散させることからなる群から行う方法段階である、請求項９に記載の方法。 11．付着の段階は、少なくとも上部ウールパックを底部ウールパックの上に位置決めすることを含む、請求項１に記載の方法。 12．前記位置決めの段階は、前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックがほぼ分離できる少なくとも１つの平面を構成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。 13．長いガラス繊維の少なくとも２つのバインダーなしウールパックの形状を形成する前記段階は、各ウールパックについて、前記ウールパックを所望厚さの形状に維持する第１の多数の長繊維を前記ウールパックのほぼ特定の部分に相互に関係させる段階を含み、前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックを分離可能な積層関係に付着させる前記方法は、前記ウールパックを積層関係に維持するために第２の多数の長繊維を前記ウールパックの隣接したほぼ特定の部分に相互に関係させる段階を含む、請求項１１に記載の方法。 14．第１の多数を相互に関係させる前記段階及び、第２の多数を相互に関係させる前記段階は異なる深さまで行なわれ、第１の多数を相互に関係させる前記段階は、上面ウールパックのみの中にほぼ延びる深さまで行なわれ、第２の多数を相互に関係させる段階は、上部ウールパックを通って底部ウールパックの中に延びる深さまで行なわれる、請求項１１に記載の方法。 15．第１の多数を相互に関係させる前記段階及び、第２の多数を相互に関係させる前記段階は異なる技術によって行なわれる、請求項１１に記載の方法。 16．前記付着の段階は、少なくとも１つの中間のウールパックを前記上部ウールパックと前記底部ウールパックとの間に位置決めすることを含み、前記形成及び付着の段階は、一般的にウールパックがほぼ分離できる少なくとも２つの平面を構成することからなる、請求項１１に記載の方法。 17．前記付着の段階は、前記形成の段階後に連続して行なわれる、請求項１に記載の方法。 18．前記付着の段階は、前記ウールパックの少なくとも１つを形成する段階と実質的に同時に行なわれる、請求項１に記載の方法。 19．前記少なくとも２つのウールパックの少なくとも一部分を第１の厚さに圧縮し、前記ウールパックを所望厚さの形状に維持するために第１の多数の長繊維を前記ウールパックのほぼ特定の部分で相互に関係させ、前記ウールパックを積層関係に維持するために第２の多数の長繊維を前記ウールパックの隣接したほぼ特定の部分に実質的に同時に相互に関係させ、前記少なくとも２つのウールパックを圧縮から解放し、それによって、前記第１の多数の長繊維を、前記パックを所望厚さの形状に維持するために少なくとも１つのウールパックに引っ張り関係を十分に残し、長繊維の前記第２の多数を、前記ウールパックを分離できる積層関係に維持する、段階を更に含む前記形成の段階からなる、請求項１８に記載の方法。 20．前記第１の多数の長繊維を相互に関係させる前記段階を行うことは更に、前記第２の多数の長繊維を相互に関係させる、請求項１９に記載の方法。 21．形成する段階は、少なくとも１つのウールパックを定められた長さを有するウールバットに切断することからなる、請求項１に記載の方法。 22．付着させる段階の後、前記ウールパックを定められた長さを有する少なくとも１つのウールバットに切断する段階を更に含む、請求項１に記載の方法。 23．積層関係に付着され、少なくとも１つの平面に沿ってほぼ分離できる、長いガラス繊維の少なくとも２つのバインダーなしウールパックを有する長いガラス繊維の割り可能なウールパック。 24．前記少なくとも２つのバインダーなしウールパックは、第１の多数の長繊維の前記ウールパックの間隔を隔てたほぼ特定の部分での相互関係によって所望厚さの形状に維持される、請求項２３に記載の割り可能なウールパック。 25．前記バインダーなしウールパックは、前記ウールパックの隣接するほぼ特定の部分に第２の多数の長繊維に積層関係で付着される、請求項２３に記載の割り可能なウールパック。 26．前記バインダーなしウールパックの少なくとも１つは、ほぼ均一に分配された長いガラス繊維を含む、請求項２３に記載の割り可能なウールパック。 27．前記バインダーなしウールパックの少なくとも１つでの前記長いガラス繊維はほぼ配向された繊維を含む、請求項２３に記載の割り可能なウールパック。