JPS6234864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維状ガラスの管絶縁材の連続製造方
法に関する。

本発明の目的は繊維状ガラスウールから一体の
管絶縁材を連続的に成型するための改良された方
法を提供するにある。

本発明の他の目的は、一体の管絶縁材に縦シー
ム（スリツト）を成型する改良された方法を提供
するにある。

本発明は添付図面を参照して説明することによ
りよく理解することができる。第１図、第２図お
よび第３図は繊維状ガラスの円筒状絶縁材（断熱
材）の連続部分を形成するための装置を示す。繊
維状ガラスウール帯１のロール、繊維状ガラスウ
ール帯２のロールおよび繊維状ガラスウール帯３
のロールが巻き戻されて、互いの上に重ねられて
繊維状ガラスウールの連続帯材５を形成する。こ
の繊維状ガラスウールは繊維状ガラスウールに用
いるのに適し、熱を加えることによつて硬化又は
固化しうる通常は熱硬化物質であるバインダー物
質を有する。実際上、主成分としてフエノール、
ホルムアルデヒドおよび尿素を含む熱硬化バイン
ダー物質が良好に働らくことが知られている。米
国特許第3684467号は本発明に用いられるこのよ
うなバインダー物質を開示している。繊維状ガラ
スウールの帯材は、この繊維状ガラスウールの平
らな帯材を受入れて、これを円筒形状に形成する
形成部材又は形成シユー４の中へ送られる。この
繊維状ガラスウールの帯材５は、その外側部が円
筒形状の頂部で一緒にされるとともに、たて長シ
ームを形成するように形成される。帯材が形成シ
ユー４により円筒形状に形成される際、円筒状繊
維状ガラスウール材の中空中央部分を貫通する回
転マンドレル８の周囲上に形成される。回転マン
ドレル８は取付支持体９に結合される軸受１１に
よつて支持されている。回転マンドレル８の外表
面の部分は、その外表面の周囲にねじ山又はらせ
ん条７を有する。

繊維状ガラスウールの帯材５が形成シユー４に
より円怒形状にされる際、回転マンドレル８上の
らせん条７は繊維状ガラスウール材の中央部と係
合して、マンドレルの回転にしたがつて、繊維状
ガラスウール材をらせん条７にそつて送るように
する。繊維状ガラスウールの帯材が円筒形状に形
成されるとき、円筒状の繊維状ガラスウール材の
シームの間に突出するシーム形成部材１２が置か
れている。このシーム形成部材１２は円筒状の繊
維状ガラスウール材に真直ぐなシームを形成する
ように作用するとともに、繊維状ガラスウール材
が回転マンドレルの外部のらせん条にそつて進む
ときねじれ又は回転しないように作用する。

繊維状ガラスウール材が回転マンドレルにそつ
て進むにつれて、これは円筒室又はハウジング１
５の中へ押される。円筒形ハウジングの入口部分
は冷却コイル１３を有する。この冷却コイルは繊
維状ガラスウール材を、極く低い温度に保つよう
に働らくことにより繊維状ガラスウール材上のバ
インダー物質が未硬化状態に維持される。冷却コ
イル１３は、１個又は多数の中空管で作成されて
おり、前進する繊維状ガラスウール材の周囲に位
置づけられる。水、空気、その他の適当な物質を
冷却コイル１３の中空管部分の中に循環させて繊
維状ガラスウール材を低温に保つ。実際には、冷
却コイル１３と接触する繊維状ガラスウール材は
約21〜90℃（約70〜200〓）に保たれる必要があ
ることがわかつている。

また、繊維状ガラスウールの帯材が形成シユー
にそつて進む際の摩擦により生ずる熱を除くた
め、この形成シユー４を冷却することが好まし
い。

繊維状ガラスウール材が冷却コイル１３から移
動すると、この繊維状ガラスウール材は加熱室又
は硬化室１５の中を通る。この加熱室１５は、バ
インダー物質を硬化させるに充分な温度で繊維状
ガラスウール材５とこのガラスウール材上のバイ
ンダー物質を加熱する。加熱室１５は、室の内部
長さにそつて置かれ、繊維状ガラスウール材がこ
の室中において加熱される間、繊維状ガラスウー
ル材を円筒形状に保つ円筒形ダイスを有する。室
１５の中の熱の大部分は、通路１６を通つて室に
送られる加熱空気により与えられる。通路１６か
らの加熱空気は繊維状ガラスウール材の外面をか
こみ、繊維状ガラスウール材内部を通つて通路２
０から出る。また、加熱空気は通路１８から回転
マンドレル８の中央部に送られる。それから、こ
の通路１８からの加熱空気は、加熱室１５の中に
あるマンドレルの部分中に設けられる細孔（第４
図参照）を通つて、マンドレルの中央部から脱出
する。マンドレルの中央部からの加熱空気はま
た、繊維状ガラスウール材中を通つて、通路２０
から室外へ排出される。室１５の中で繊維状ガラ
スウール材に与えられる熱は、ガラスウール材上
のバインダー物質を硬化又は固化させるように作
用し、これは硬質の円筒状繊維状ガラス絶縁材製
品を形成する。

繊維状ガラスウール材が加熱室から進むと、ガ
ラスウール材は冷却室２１中を通る。この冷却室
２１の中でこの円筒状繊維状ガラスウール材は固
定マンドレル２３上に支持される。さらに、冷却
室の中には、孔又は溝を有する金属スリーブが置
かれており、この金属スリーブは、繊維状ガラス
ウール材を円筒形状に保つために、円筒状繊維状
ガラスウール材の外部の周囲に取付けられてい
る。空気が通路２２から、冷却室２１の中の加熱
された繊維状ガラスウール材に送られることによ
り室２１の中の繊維状ガラスウール材を冷却せし
める。この繊維状ガラスウール材が冷却室２１か
ら押されると、この繊維状ガラスウール材のシー
ムを再び開くように働らくスプリツター
（Splitter）２５を通過して進められる。このス
プリツター２５は又、固定マンドレル２３を吊下
げる支持部材として作用する。

ロール１，２および３から出る繊維状ガラスウ
ール帯の層は、通常、同一密度および巾を有す
る。しかしながら、層の数、厚さ、巾および密度
を変えることができる。これらの繊維状ガラスウ
ール帯の変化は最終製品のため好ましい各種サイ
ズおよび熱特性を含む。

第４図は加熱室１５の断面を示す。図中で円筒
状繊維状ガラスウール材５は、回転マンドレル８
によつて形成シユー４にそつて加熱室１５側へ進
められる。室２６からの冷たい空気は通路２９に
そつて押出されて繊維状ガラスウール材５の表面
の通路から冷却コイル１３の領域内に出る。この
室２６からの空気は形成シユー４直前の領域にあ
る繊維状ガラスウール材５の表面を冷やすのに役
立つ。通路２９から出る空気は、繊維状ガラスウ
ール材が冷却コイル１３の領域に送られる際の引
掛かり又は付着を防止するように働らく。通路２
９から排気される空気の方向により他の空気が加
熱室１５の前部から脱出しないようにする。

繊維状ガラスウール材５はそれから、円筒状繊
維状ガラスウール材の外表面をとりかこむ冷却コ
イル１３の領域へ進む。冷たい空気、水、その他
の適当な媒質が冷却コイル１３を形成する中空管
を通つて循環され、そしてこれは繊維状ガラスウ
ール材の表面を冷却状態に保つ作用をおこなう。
これによりバインダーが部分硬化して加熱ダイス
型３０の入口部分に付着し積み重なることを阻止
し、硬化室を通るガラスウール材の移動に悪影響
を与えないようにする。実際には、繊維状ガラス
ウール材が約21〜90℃（70〜200〓）に保たれる
場合、繊維状ガラスウール材上のバインダー物質
は未硬化のままであり、冷却コイル及び室からの
空気による冷却は効果的に機能することがわかつ
た。冷却コイル１３は前進している繊維状ガラス
ウール材５の通路にそつた位置にフランジ２７に
より取付けられている。

繊維状ガラスウール材５が冷却コイル１３を通
過して移動すると、繊維状ガラスウール材は加熱
室１５に入る。この加熱室１５は、繊維状ガラス
ウール材を円筒形状に保持する一連のダイス型を
その内部に有する。繊維状ガラスウール材と接触
する第１のダイス型３０は加熱ダイスである。こ
のダイス型は通常、電気ヒーター３４により加熱
される。第１のダイス型３０の機能は、繊維状ガ
ラスウール材の表面に充分な熱を与えて、バイン
ダー物質を急速に硬化させるとともに、繊維状ガ
ラスウール材の外表面上に硬い皮膜を形成するこ
とである。この加熱ダイス型３０により繊維状ガ
ラスウール材の外表面上に形成される硬質皮膜
は、繊維状ガラスウール材が加熱室にそつて移動
する際に、繊維状ガラスウール材の円筒形状を保
持することを助ける。加熱ダイス型３０には、こ
れからの伝導作用で熱を受入れるブレード２８が
取付けられている。このブレード２８は加熱ダイ
ス型から室の内部に垂下しており、このため円筒
状繊維状ガラスウール材にシームを形成する繊維
状ガラスウール材の両縁部は、ガラスウール材が
前進するにつれてブレード２８と接触し、このブ
レードの熱により繊維状ガラスウール材のシーム
表面に皮膜硬化を生ぜしめる。ブレード２８は繊
維状ガラスウール材に直線状の突合わせシームを
形成するように例示されている。しかしながら、
異なる種類又は形状の重なり状付着シームを絶縁
材に形成させることもできる。

加熱ブレード２８は、繊維状ガラスウール材が
回転マンドレル８によつて進められるとき、ガラ
スウール材５が回転しないようにする作用を有す
る。

送られる繊維状ガラスウール材５上に良好な皮
膜硬化を形成するために、この皮膜硬化を与える
繊維状ガラスウール材の表面の部分を適切な温度
に加熱することがとくに重要である。この温度
は、皮膜硬化が急速におこなわれ、かつ、良好な
厚い皮膜が形成されるように充分に高くなければ
ならない。この態様においては繊維状ガラスウー
ル材５は冷却コイル１３から、皮膜硬化が繊維状
ガラスウール材に与えられる加熱室に通される。
実際には、加熱ダイス型３０が315〜426℃（600
〜800〓）の温度範囲内の場合、繊維状ガラスウ
ール材上のバインダー物質の皮膜硬化に著るしく
良好に作用することがわかつた。勿論、加熱ブレ
ード２８は加熱ダイス型３０と直接接触している
ため、加熱ブレードも又、加熱ダイスとほぼ同一
温度に加熱されている。このように、加熱ブレー
ド２８はシームを形成する繊維状ガラスウール材
上に良好な皮膜硬化を与える。

通路１８からマンドレル８に送られる熱風は通
常、260〜370℃（500〜700〓）の範囲の温度であ
る。したがつて、マンドレルの温度は通常、加熱
ダイス型３０の温度より若干低い。このように、
マンドレルと接触する繊維状ガラスウール材の内
部領域は、繊維状ガラスウール材の外部領域ほど
高い温度が与えられない。このため、繊維状ガラ
スウール材の内部領域上のバインダー物質は、繊
維状ガラスウール材の外部表面ほど皮膜硬化の厚
さが大きくない。しかしながら、マンドレル中に
熱風を用いることにより繊維状ガラスウール材の
内部領域上に適切な皮膜が形成されることがわか
つた。もし、繊維状ガラスウール材の内部表面上
により高度の皮膜硬化が必要とされるならば、よ
り高温の空気をマンドレル８に送るか、又は、マ
ンドレルに熱風を送るとともに、その他の熱源に
よつて加熱するのが良い。

室１５の残りの部分に、送られる繊維状ガラス
ウール材の移動通路にそつて、ダイス型が設けら
れている。これらのダイス型３１は繊維状ガラス
ウール材を円筒形状に形成し、かつ保持するよう
に作用し、これらのダイス型は繊維状ガラスウー
ル材に熱を供給している。ダイスの上方にプレナ
ム室（Plenum chamber）４０が設けられてお
り、加熱空気が通路１６からこのプレナム室４０
に送られる。加熱空気は、ダイス型３１に形成さ
れた傾斜通路又は孔３２を通過する。この加熱空
気は又、隣接関係にあるダイス型３１間に存在す
る溝３５を通る。前記孔３２および溝３５を通る
加熱空気は、加熱室中で送られる繊維状ガラスウ
ール材５に突き当つて、繊維状ガラスウール材上
でまだ硬化されてないバインダー物質を硬化す
る。これと同時に加熱空気はマンドレル８の傾斜
通路又は孔３６から解放され、そして繊維状ガラ
スウール材中へ進入してバインダー物質を硬化す
る。

ダイス型３１の孔３２および溝３５は角度を有
し、かつ、マンドレル８の孔３６も角度を有する
ため、これらの孔から出る空気は、繊維状ガラス
ウール材が加熱室中を送られる際に、この繊維状
ガラスウール材に前進力を与える。さらに、空気
の層は、ダイス型３１と繊維状ガラスウール材の
外部表面との間、および、マンドレル８とガラス
ウール材の内部表面との間に生ずる。この加熱空
気の層は、繊維状ガラスウール材５がダイス型３
１やマンドレル８の表面に対して摩擦を起さない
ように保つ。このように、空気の層は、繊維状ガ
ラスウール材５とダイス型３１又はマンドレル８
との間に生ずる摩擦力又は抗力を減じ、これによ
り繊維状ガラスウール材を押し進めるのに必要な
力を減ずる。ダイス型３１の孔３２と溝３５は角
度をもつて置かれているように示されているが、
これらは、直線又は角度を持たないように形成す
ることもできる。

通路１６を通つて供給される加熱空気はダイス
型３１を加熱し、さらにこのダイス型から繊維状
ガラスウール材を通り、この付加的な熱は、形造
られた繊維状ガラスウール材の内部上の未硬化の
バインダー物質の残りの部分を硬化するように作
用する。

この実施態様のダイス型３１は、ダイス型の孔
３２を通過する加熱空気により加熱されるように
示されている。しかしながら、必要ならば付加的
な熱源を用いてダイス型を加熱しうることを理解
すべきである。これは加熱ダイス型３０中に示す
ような電気的加熱機構又はその他の適当な加熱機
構を用いることができる。

マンドレル８および通路１６を通して供給され
る加熱空気は、繊維状ガラスウール材の外部表面
のみならず繊維状ガラスウール材の内部表面上の
バインダー物質を硬化させるように繊維状ガラス
ウール材に進入することが著るしく重要である。
これを達成するため、プレナム室４０の端部に隔
壁３８が設けられている。このように、加熱され
た空気が通路１６から送られると、プレナム室４
０がこの空気で満たされ、そして、加熱室１５の
第１部分中でプレナム室に隣接して置かれるダイ
ス型３１の孔３２と溝３５を通過する。このた
め、この加熱空気は加熱室１５の長さの残余部分
にそつたダイス型３９には供給されない。しかし
ながら、加熱空気が加熱室１５から除去される出
口２０は、ダイス型３９が加熱空気を与えられな
い室の端部に置かれている。この構造は通路１６
から送られる加熱空気を繊維状ガラスウール材５
中に引き入れて、この空気を通路２０から排出せ
しめるようにする。また、加熱空気が排出される
領域中に置かれるダイス型は真直ぐな孔を有する
ため、繊維状ガラスウール材を通過する加熱空気
はダイス型３９の直線孔３３から引込まれて、通
路２０より排出されうる。

この加熱空気入口１６と加熱空気出口２０の構
造は、加熱室１５中の空気の流れが送られる繊維
状ガラスウール材５の方向と同一方向に移動する
ように働らく。この空気の流動方向は、空気が加
熱空気１５の前部から脱出しないようにするた
め、この種の空気運動は室１５内に加熱空気を維
持する。したがつて、硬化させるための加熱空気
は繊維状ガラスウール材を硬化させることが可能
なかぎり加熱室１５中に留まり、そして煙又はヒ
ユームが通路２０から排出されるまでこれらを室
１５の中に保持する。

注意すべきことは、前記加熱空気供給路と加熱
空気排出通路をどのように組合せて加熱室１５′
中に用いてもよいことである。また、異なる加熱
空気入口通路に、異なる温度の空気を送ることも
容易におこないうる。このように、繊維状ガラス
ウール材に特殊な硬化又は硬化割合を与えるため
加熱室１５′にそつて良好に制御された温度変化
が達成されうる。この温度条件の変化により最終
繊維状ガラス絶縁材製品の密度および皮膜厚さを
制御でき、したがつて広範囲の製品を製造でき
る。

第５図において、繊維状ガラスウール材５が加
熱室１５を通ると、このガラスウール材を冷却す
る冷却室２１に入る。繊維状ガラスウール材５は
冷却室２１を通つて移動するとき固定マンドレル
２３上に保持される。この固定マンドレル２３は
回転軸受４６により回転マンドレル８に接続され
ている。繊維状ガラスウール材５は、この回転マ
ンドレルによつて送られる繊維状ガラスウール材
によつて固定マンドレルにそつて前進させられる
ことに注目すべきである。回転マンドレル８の部
分は、室１５および２１を通して繊維状ガラスウ
ール材を押すのに必要な全部の力を供給する。

冷却室２１の中の繊維状ガラスウール材５のす
べては、これが冷却室２１の中を進まされる間
に、繊維状ガラスウール材５を円筒形状に保持す
るように作用する金属スリーブ４５により周囲を
かこまれている。この金属スリーブのまわりに、
排気室が設けられており、この排気室はその遠隔
端部に置かれた出口通路２２を有する。繊維状ガ
ラスウール材５をとりかこむ金属スリーブ４５
は、このスリーブの長さにそつて形成された列状
の複数の孔又は溝４８を有する。空気が排気フア
ン又は吸引装置により通路２２から排出されると
き、前記フアン等は繊維状ガラスウール材５中の
加熱空気を、金属スリーブ４５の孔又は溝を通し
て排気室４７の中へ移動せしめる。この加熱空気
は室４７にそつて流れたのち通路２２から排気さ
れる。冷却室２１の中で用いられるこの空気引出
し操作は、バインダー物質が硬化される結果、繊
維状ガラスウール材中に残留する煙及び臭気を、
この操作部分において除去しうる利点を有する。

第６図および第７図は、冷却室２１から移動さ
れる際の繊維状ガラスウール材５を示す。この繊
維状ガラスウール材が前に送られると、支持部材
から固定マンドレル２３に突出ているスプリツタ
ー２５と接触する。このスプリツター２５は、繊
維状ガラスウール材が形成シユー４によつて初め
に円筒形状にされたとき、この繊維状ガラスウー
ル材５に形成されているシーム５０を再び開くた
めに用いられる。繊維状ガラスウール材５が加熱
室１５と冷却室２１を通過するときは大抵、シー
ムが閉じて存在しないように圧縮される。また、
シーム上のバインダー物質が硬化してシームをし
つかりと合わせるように作用する。このため、繊
維状ガラスウール材がスプリツター２５にそつて
押し進められることにより、繊維状ガラスウール
材のシームが再び開かれる。このスプリツター２
５は、繊維状ガラスウール材が回転マンドレルに
より送られる際に、ガラスウール材が回転しない
ようにする付加的機能を有する。さらに、このス
プリツター２５は、固定マンドレル２３と結合状
態に構成されているため、固定マンドレルのこの
部分の保持部材として働らく。

第８図および第９図は、固定マンドレル２３か
ら離れる際の繊維状ガラスウール材５を示す。こ
の繊維状ガラスウール材がマンドレル２３から離
れるとき、適当なカツター又は所望によりその他
の加工手段によつて切断することができる。第１
０図、第１１図および第１２図は、この機構によ
つて製造された円筒状繊維状ガラス絶縁材製品５
を示す。これらの図で示されるように、円筒状繊
維状ガラス絶縁材はシーム５０と、中央の中空円
筒領域５２を有する。図から明らかなように、こ
の種の絶縁材製品５３は、管又はその他の長い円
筒形対象物に適切に用いられうる。

上述の方法は円筒状繊維状ガラス絶縁材を形成
する場合を示してきたが、その他の形状も形成し
うることに注目すべきである。断面が長方形、正
方形又はその他の形状は、形成シユーおよび形成
ダイス型を修正することにより製造することがで
きる。このように、上述の装置により多種の形状
の絶縁材を製造でき、又、繊維状ガラスウール材
の密度やバインダー成分を増大することにより絶
縁材製品のほかに、構造用製品をも製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、繊維状ガラスウール材から物品を連
続的に成型するため用いられる装置の側面図、第
２図は、繊維状ガラスウール材から物品を連続的
に成型するため用いられる装置の平面図、第３図
は、第１図に示す装置を、３―３線にそつて切つ
た断面図、第４図は、第２図に示す加熱室を、４
―４線にそつて切つた断面図、第５図は、加熱さ
れた繊維状ガラスウール材を冷却するため用いら
れる冷却室の断面図、第６図は、繊維状ガラスウ
ール材および成型された繊維状ガラスウール材の
シームを再開するスプリツターを示す側面図、第
７図は、第６図を７―７線にそつて切つたスプリ
ツターの断面図で、スプリツターが繊維状ガラス
ウール材のシームを再開する、第８図は、成型さ
れた繊維状ガラスウール材の長さ部分を切断する
ため用いられるカツターを示す側面図、第９図
は、成型された繊維状ガラスウール材の長さ部分
を切断するため用いられるカツターの平面図、第
１０図は、成型された繊維状ガラスウール材の側
面図、第１１図は、成型された繊維状ガラスウー
ル材の端面図、第１２図は、成型された繊維状ガ
ラスウール材の平面図である。 １，２，３，５……繊維状ガラスウール材、４
……形成シユー、８……回転マンドレル、１２…
…シーム形成部材、１３……冷却コイル、１５…
…円筒室又は加熱室、１６，１８，２０……通
路、２１……冷却室、２３……固定マンドレル、
２５……スプリツターである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 未硬化バインダーを有する繊維状ガラス
   ウールの細長い帯材を、形成シユーとマンドレ
   ルとの間に前記帯材の長手方向に、かつ、前記
   マンドレルの軸線方向に連続的に進め、 ｂ 前記帯材を前記形成シユーに進めて帯材を前
   記マンドレルのまわりに形成することによつ
   て、帯材を長手方向に割つた中空円筒形状に連
   続的に形成し、 ｃ 前記形成された帯材を硬化室に連続的に進め
   てこの硬化室で前記帯材を中空円筒形状にした
   まま前記バインダーを硬化させ、 ｄ 前記帯材が前記硬化室に入る前に前記バイン
   ダーが部分的に硬化することを防止するため、
   前記形成された帯材が硬化室に入る直前に前記
   形成された帯材の表面を連続的に冷却しこれに
   よつて前記形成シユー上にバインダーがたまる
   のを防止することを特徴とする繊維状ガラスの
   管絶縁材の連続製造方法。 ２ 帯材の前進は、帯材を円筒形状にし、かつ、
   帯材の回転を阻止しながら少くとも一部がマンド
   レルの回転によつて行なわれ、マンドレルは帯材
   を前進させるためのらせん条を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ バインダーの硬化は、円筒状に形成された帯
   材の繊維状ガラスウールに加熱空気を通すことに
   よつて行なわれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ４ 円筒状に形成された帯材の内部及び外部の両
   方に加熱空気を供給することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 円筒状に形成された帯材の外部は、円筒状に
   形成された帯材の繊維状ガラスウールに加熱空気
   を通す前に電気加熱リングとの接触によつて皮膜
   硬化されることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項に記載の方法。 ６ 円筒状に形成された帯材の縁部は、電気加熱
   リングに接合したブレードとの接触によつて皮膜
   硬化されることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載の方法。 ７ 帯材が形成シユーに入る前に、シリコン潤滑
   剤及び剥離剤を帯材に噴霧する工程を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。