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KR20210141765A - 섬유질 재료들로부터 웹을 형성하는 방법 - Google Patents

섬유질 재료들로부터 웹을 형성하는 방법 Download PDF

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Publication number
KR20210141765A
KR20210141765A KR1020217036876A KR20217036876A KR20210141765A KR 20210141765 A KR20210141765 A KR 20210141765A KR 1020217036876 A KR1020217036876 A KR 1020217036876A KR 20217036876 A KR20217036876 A KR 20217036876A KR 20210141765 A KR20210141765 A KR 20210141765A
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KR
South Korea
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web
pack
glass fibers
exemplary embodiment
fibers
Prior art date
Application number
KR1020217036876A
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KR102450905B1 (ko
Inventor
글렌 할리
데이비드 제이 골
마이클 티 펠레그린
Original Assignee
오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47992850&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20210141765(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨 filed Critical 오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
Publication of KR20210141765A publication Critical patent/KR20210141765A/ko
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Abstract

본 발명은 섬유질 재료 웹들 및 섬유질 재료 웹들을 제조하는 방법들에 관한 것이다. 무바인더 웹들은 유리와 같은 섬유 재료가 용융되는 연속 프로세스에서 형성되고 섬유들로 형성될 수 있다. 섬유들은 무바인더 유리 섬유들의 웹 또는 건식 바인더를 갖는 웹으로 형성된다. 무바인더 웹 또는 건식 바인더를 갖는 웹은 적층되고 및/또는 웹으로 제조되는 섬유들은 예를 들면, 니들링에 의해 기계적으로 엉켜질 수 있다.

Description

섬유질 재료들로부터 웹을 형성하는 방법{METHOD OF FORMING A WEB FROM FIBROUS MATERIALS}
본 출원은 "섬유질 재료들로부터 팩을 형성하는 방법" 이라는 발명의 명칭으로 2011년 9월 30일에 출원된 가출원 특허 제 61/541,162 에서 우선권을 주장한다. 가출원 특허 제 61/541,162 는 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
섬유질 재료는 웹들, 팩들, 배트들 (batts) 및 블랭킷들을 포함하는 다양한 제품들로 형성될 수 있다. 섬유질 재료의 팩들은 빌딩들 및 빌딩 구성 요소들, 기기들 및 항공기를 위한 단열 및 방음의 비제한적인 실시예들을 포함하는 많은 적용예들에서 사용될 수 있다. 섬유질 재료의 팩들은 섬유화 장치, 형성 후드들, 오븐들, 트리밍 및 패키징 기계들을 포함하는 프로세스에 의해 전형적으로 형성된다. 또한 프로세스들은 전형적으로 습식 바인더들, 바인더 재활용 (reclaim) 수 및 세척수 시스템들의 사용을 포함한다.
본 출원은 섬유질 재료 웹들의 복수의 예시적인 실시형태들 및 섬유질 재료 웹들을 제조하는 방법을 개시한다. 건식 바인더를 갖는 웹들 또는 무바인더 웹들은 유리와 같은 섬유 재료가 용융되어 섬유들로 형성되는 연속 프로세스에서 형성될 수 있다. 섬유들은 건식 바인더를 갖는 웹 또는 무바인더 유리 섬유들의 웹으로 형성된다. 건식 바인더를 갖는 웹 또는 무바인더 웹은 적층될 수 있고 및/또는 웹으로 제조된 섬유들은 예를 들면 니들링에 의해 기계적으로 엉켜질 수 있다.
웹들, 배트들 및 웹들과 배트들을 제조하는 방법들의 다른 이점들은 첨부된 도면을 고려하여 정독한다면 다음의 상세한 설명으로부터 본 기술 분야의 당업자에게는 명백해질 것이다.
도 1a 는 유리 섬유들의 무바인더 적층된 웹 또는 팩을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 1b 는 유리 섬유들의 무바인더 엉켜진 웹을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 1c 는 유리 섬유들의 무바인더 적층되고 엉켜진 웹 또는 팩을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 2a 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유들의 적층된 웹 또는 팩을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 2b 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유들의 무바인더 엉켜진 웹을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 2c 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유들의 무바인더 적층되고 엉켜진 웹 또는 팩을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 2d 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유들의 무바인더 적층되고 엉켜진 웹 또는 팩을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다;
도 3a 는 유리 섬유들의 무바인더 적층된 웹 또는 팩을 형성하기 위한 예시적인 장치의 개략도이다;
도 3b 는 유리 섬유들의 무바인더 엉켜진 웹을 형성하기 위한 예시적인 장치의 개략도이다;
도 3c 는 유리 섬유들의 무바인더 적층되고 엉켜진 웹 또는 팩을 형성하기 위한 예시적인 장치의 개략도이다;
도 4 는 유리 섬유들의 웹을 형성하기 위한 형성 장치의 개략도이다;
도 5 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유들의 웹 또는 팩을 형성하기 위한 예시적인 장치의 개략도이다;
도 6 은 섬유질 재료들의 팩을 형성하기 위한 프로세스의 정면 개략도이다;
도 7 은 섬유질 재료들로부터 팩을 형성하기 위한 프로세스의 평면 개략도이다.
지금부터 본 발명은 본 발명의 구체적인 예시적인 실시형태들을 경우에 따라 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 상이한 형태들로 구현될 수 있고 본원에서 게재된 실시형태에 제한되는 바와 같이 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시형태들은 이러한 개시가 본 기술 분야의 당업자에게 본 발명의 범위를 철저하고 완벽하게 그리고 완전하게 전달하도록 제공된다.
다르게 규정되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 설명에서 사용되는 전문 용어는 본원에서 특정한 실시형태들을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 본 발명의 설명 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 본 명세서에서 명백하게 다르게 명시하지 않는 한 당연히 복수 형태를 포함하도록 의도된 것이다.
다르게 명시되지 않는 한, 명세서 및 청구 범위에서 사용된 바와 같은 길이, 폭, 높이 등과 같은 치수들의 양을 나타내는 모든 수들은 용어 "약" 에 의해 모든 경우에서 변경되는 바와 같이 이해되어야 한다. 따라서, 다르게 명시되지 않는 한, 명세서 및 청구 범위에서 게재된 수와 관련된 특성들은 본 발명의 실시형태들에서 얻고자 하는 요구되는 특성들에 따라 변경될 수 있는 근사값이다. 본 발명의 폭넓은 범위를 게재하는 수와 관련된 범위들 및 파라미터들은 근사값들임에도 불구하고, 구체적인 실시예들에서 개재된 수와 관련된 값들은 가능한 정확하게 기록된다. 그러나, 임의의 수와 관련된 값들은 본질적으로 그 각각의 측정들에 기초된 에러로부터 기인한 어떤 에러들을 반드시 포함한다.
설명 및 도면들은 섬유질 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법을 개시한다. 일반적으로, 개선된 연속 방법들은 습식 바인더를 도포하는 전통적인 방법을, 임의의 바인더 (즉 섬유들을 함께 바인딩하는 재료) 없이 섬유들의 배트 (batt) 또는 팩을 제조하는 새로운 방법들 및/또는 건식 바인더들을 갖는 섬유들의 배트 또는 팩을 제조하는 새로운 방법들로 대체한다.
본원에서 사용된 바와 같은 용어 "섬유질 재료들" 은 용융된 재료들을 드로잉 또는 가늘게 함으로써 형성된 임의의 재료를 의미하도록 규정된다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "팩" 은 접착제 및/또는 기계적 엉킴에 의해 함께 결합된 섬유질 재료로 형성된 임의의 제품을 의미하도록 규정된다.
도 1a 및 도 3a 는 섬유질 재료들로부터 팩 (300) (도 3a 를 참조) 을 형성하는 연속 프로세스 또는 방법 (100) 의 제 1 예시적인 실시형태를 예시한다. 방법 (100) 의 단계들 주위의 점선 (101) 은 방법이 연속 방법이라는 것을 나타내며, 이는 아래에 보다 자세하게 설명될 것이다. 방법들 및 팩들은 유리 섬유들에 관해 설명될 것이지만, 방법들 및 팩들은 암석, 슬래그 및 현무암의 비제한적인 실시예들과 같은 다른 미네랄 재료들로 형성된 섬유질 제품들의 제작에 대해서도 당연히 적용가능하다.
도 1a 를 참조하면, 유리는 용융된다 (102). 예를 들면, 도 3a 는 용해 장치 (314) 를 개략적으로 예시한다. 용해 장치 (314) 는 용융된 유리 (312) 를 전로 (316) 로 공급할 수 있다. 용해 장치들 및 전로들은 본 기술 분야에 공지되어 있고 본원에서는 설명되지 않을 것이다. 용융된 유리 (312) 는 요구되는 화학적 조성을 제공하도록 그러한 비율로 조합된 다양한 원재료들로 형성될 수 있다.
다시 도 1a 을 참조하면, 용융된 유리 (312) 는 처리되어 유리 섬유들 (322) 을 형성한다 (104). 용융된 유리 (312) 는 여러가지 상이한 방식으로 처리되어 섬유들 (322) 을 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 3a 에 예시된 실시예에서, 용융된 유리 (312) 는 전로 (316) 로부터 하나 이상의 회전식 섬유화 장치 (318) 로 유동한다. 회전식 섬유화 장치 (18) 는 용융된 유리 (312) 를 수용하고 이어서 유리 섬유들 (322) 의 베일들 (320) 을 형성한다. 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 회전식 섬유화 장치 (318) 에 의해 형성된 유리 섬유들 (322) 은 길고 얇다. 따라서, 길고 얇은 유리 섬유들 (322) 을 형성하기에 충분한 회전식 또는 다른 임의의 요구되는 섬유화 장치가 사용될 수 있다. 도 3a 에 예시된 실시형태는 하나의 회전식 섬유화 장치 (318) 를 도시하지만, 임의의 요구되는 수의 회전식 섬유화 장치 (318) 가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
길고 얇은 섬유들은 매우 다양한 상이한 형태들을 취할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 길고 얇은 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 범위의 길이 및 약 9 HT 내지 약 35 HT의 범위의 직경 치수를 갖는다. HT 는 십만분의 1 인치를 나타낸다. 예시적인 실시형태에서, 섬유들 (322) 은 약 1.0 인치 내지 약 5.0 인치의 범위의 길이 및 약 14 HT 내지 약 25 HT 의 범위의 직경 치수를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 섬유들 (322) 은 약 3 인치의 길이 및 약 16-17 HT 의 평균 직경을 갖는다. 이론에 구속되지 않는다면, 상대적으로 길고 얇은 섬유들의 사용은 보다 짧고 보다 두꺼운 섬유들을 갖는 유사하게 크기 설정된 팩보다 높은 인장 강도 및/또는 높은 접착 강도와 같은 보다 양호한 강도 특성들 뿐만 아니라 보다 양호한 열적 및 음향적 방호 (insulative) 성능을 갖는 팩을 유리하게 제공한다고 여겨진다.
본원에서 설명된 예시적인 실시형태들에서, 유리 섬유들 (322) 은 유리 섬유들이 형성된 후에 윤활유로써 선택적으로 코팅되거나 부분적으로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 유리 섬유들 (322) 은 유리 섬유들과 함께 바인딩되지 않는 임의의 윤활 재료로써 코팅될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 윤활유는 실록산, 디메틸 실록산 및/또는 실레인과 같은 실리콘 화합물일 수 있다. 또한 윤활유는 오일 또는 오일 에멀션과 같은 다른 재료들 또는 재료들의 조합일 수 있다. 오일 또는 오일 에멀션은 미네랄 오일 또는 미네랄 오일 에멀션 및/또는 식물성 오일 또는 식물성 오일 에멀션일 수 있다.
유리 섬유들은 매우 다양한 상이한 방식으로 윤활유로써 코팅되거나 또는 부분적으로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 윤활유는 유리 섬유들 (322) 상에 분무될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 윤활유는 유리 섬유들 (322) 이 제작 프로세스를 통해 이동하고 다른 유리 섬유들 뿐만 아니라 다양한 장치와 접촉할 때 유리 섬유들 (322) 에 대한 손상을 방지하도록 구성된다. 또한 윤활유는 제작 프로세스에서 분진을 감소시키는 데 유용할 수 있다. 선택적인 윤활유의 도포는 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스에 의해 정확하게 제어될 수 있다.
도 1a 를 참조하면, 섬유들을 함께 바인딩하는 바인더 또는 다른 재료 없이 섬유들의 웹 (321) 이 형성된다 (106). 웹 (321) 은 매우 다양한 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 도 3a 에 예시된 실시예에서, 유리 섬유들 (322) 은 선택적인 결집 부재 (324) 에 의해 결집된다. 결집 부재 (324) 는 유리 섬유들 (322) 을 수용하도록 성형되고 크기 설정된다. 결집 부재 (324) 는 예를 들면 웹 (321) 을 형성하는 형성 장치 (332) 와 같은 하류의 처리 스테이션들로 전달하기 위해 덕트 (330) 로 유리 섬유들 (322) 을 전환시키도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 유리 섬유들 (322) 은 운반 메카니즘 (도시 생략) 상에서 결집되어 웹을 형성할 수 있다.
형성 장치 (332) 는 요구되는 두께를 갖는 섬유질 재료의 연속 건식 웹 (321) 을 형성하도록 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 적용예에 개시된 건식 웹들 (321) 은 약 0.25 인치 내지 약 4 인치 범위의 두께 및 약 0.2 lb/ft3 내지 약 0.6 lb/ft3 의 범위의 밀도를 가질 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 적용예에 개시된 건식 웹들 (321) 은 약 1 인치 내지 약 3 인치 범위의 두께 및 약 0.3 lb/ft3 내지 약 0.5 lb/ft3 의 범위의 밀도를 가질 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 적용예에 개시된 건식 웹들 (321) 은 약 1.5 인치의 두께 및 약 0.4 lb/ft3 의 밀도를 가질 수 있다. 형성 장치 (332) 는 매우 다양한 상이한 형태들을 취할 수 있다. 유리 섬유들의 건식 웹 (321) 을 형성하기 위한 임의의 배열이 사용될 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 형성 장치 (332) 는 보다 높은 또는 보다 낮은 압력의 영역들 및 형성 표면들을 갖는 회전식 드럼을 포함한다. 도 4 를 참조하면, 섬유들 (322) 이 수집되는 형성 표면 (462) 의 측 (460) 상에서 압력 (P1) 은 대향하는 측 (464) 상에서 압력 (P2) 보다 높다. 이러한 압력 강하 (ΔΡ) 는 섬유들 (322) 을 형성 표면 (462) 상에서 수집하여 건식 웹 (321) 을 형성하게 한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 형성 표면 (462) 을 걸쳐 압력 강하 (ΔΡ) 는 낮은 압력이 되고 낮은 영역 중량 웹을 제조하도록 제어된다. 예를 들면, 압력 강하 (ΔΡ) 는 물에 대해서 약 0.5 인치 내지 물에 대해서 30 인치일 수 있다. 이러한 낮은 압력 강하 (ΔΡ) 에 이르게 하도록 형성된 웹을 통해 진행하는 공기의 속도 (V) 는 최대 1,000 피트/분 일 수 있다.
낮은 영역 중량 웹 (321) 은 제곱 피트당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량을 갖는다. 낮은 영역 중량 웹은 상기 언급된 밀도 및 두께 범위들을 가질 수 있다. 낮은 영역 중량 웹은 약 0.25 인치 내지 약 4 인치 범위의 두께, 약 1 인치 내지 약 3 인치 범위의 두께, 또는 약 1.5 인치의 두께를 가질 수 있다. 낮은 영역 중량 웹은 약 0.2 lb/ft3 내지 약 0.6 lb/ft3 의 범위의 밀도, 약 0.3 lb/ft3 내지 약 0.5 lb/ft3 범위의 밀도 또는 약 0.4 lb/ft3 의 밀도를 가질 수 있다. 도 3a 를 참조하면, 건식 웹 (321) 은 형성 장치 (332) 로부터 배출된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 낮은 영역 중량 웹 (321) 은 0 내지 40% 사이의 측정된 영역 중량 분포 변동 계수 ((a measured area weight distribution Coefficient of Variation) = Sigma (하나의 표준 편차)/Mean (평균)×100%) 를 갖는다. 예시적인 실시형태들에서, 중량 분포 변동 계수는 30% 미만, 20% 미만 또는 10% 미만이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 중량 분포 변동 계수는 약 28% 와 같이 25% 내지 30% 사이이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 중량 분포 변동 계수는 약 28% 이다. 중량 분포 변동 계수는 라이트 테이블로 큰 샘플, 예를 들면 6 ft×10 ft 샘플에 대해서 복수의 작은 샘플 영역 크기들, 예를 들면, 2"×2" 을 측정함으로써 얻어진다.
도 1a 에 예시된 실시예에서, 웹 (321) 또는 복수의 웹들은 적층된다 (108). 예를 들면, 단일 웹 (321) 은 종방향 (machine direction) 으로 랩핑되거나 또는 종방향에 대해 90 도로 크로스 랩핑 (Cross-lapping) 되어 웹 (350) 을 형성할 수 있다. 다른 실시형태에서, 웹은 부분들로 절삭될 수 있고 상기 부분들은 서로의 상단 상에 스택되어 적층된 웹을 형성한다. 그러나 또 다른 예시적인 실시형태에서, 하나 이상의 이중 섬유화 장치 (318) 및 형성 장치 (332) 는 둘 이상의 웹들이 평행하게 연속적으로 제조되도록 실시될 수 있다. 그 후 평행한 웹들은 서로의 상단 상에 스택되어 적층된 웹을 형성한다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 적층 메카니즘 (332) 은 컨베이어 (336) 와 관련하여 기능하는 랩핑 메카니즘 또는 크로스 랩핑 메카니즘이다. 컨베이어 (336) 는 화살표 (D1) 로 나타낸 바와 같이 종방향으로 이동하도록 구성된다. 랩핑 또는 크로스 랩핑 메카니즘은 제 1 컨베이어가 종방향 (D1) 으로 이동할 때 연속 웹 (321) 을 수용하고 제 1 컨베이어 (336) 상에 연속 웹의 교대하는 층들을 증착하도록 구성된다. 증착 프로세스에서, 랩핑 메카니즘 (334) 은 화살표들 (D1) 에 의해 나타낸 바와 같이 종방향으로 교대하는 층들을 형성하거나 또는 크로스 랩핑 메카니즘 (334) 은 횡방향 (cross-machine direction) 으로 교대하는 층들을 형성할 것이다. 부가적인 웹들 (321) 은 층들의 수 및 수율 능력을 증가시키도록 부가적인 랩핑 또는 크로스 랩핑 메카니즘들에 의해 형성되고 랩핑되거나 또는 크로스 랩핑될 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘은 연속 웹 (321) 의 이동을 정확히 제어하고 컨베이어 (336) 상에서 연속 웹을 증착하여 연속 웹이 손상되지 않도록 구성된다. 크로스 랩핑 메카니즘은 임의의 요구되는 구조를 포함할 수 있고 임의의 요구되는 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘은 종방향 (D1) 에 대해 90 도로 앞뒤로 이동하도록 구성된 헤드 (도시 생략) 를 포함한다. 이러한 실시형태에서, 이동하는 헤드의 속도는 양쪽 횡방향들에서 헤드의 이동이 실질적으로 동일함으로써, 섬유질 본체의 최종 층들의 균일성을 제공하도록 조정된다. 예시적인 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘은 컨베이어 (336) 의 중심 라인과 중심 일치하도록 구성된 수직 컨베이어들 (도시 생략) 을 포함한다. 수직 컨베이어들은 컨베이어 (336) 상에서 연속 웹을 증착하기 위해 그와 같이 컨베이어 (336) 상의 피봇 메카니즘으로부터 스윙하도록 추가로 구성된다. 크로스 랩핑 메카니즘들의 복수의 실시예들은 상기 설명되었지만, 크로스 랩핑 메카니즘이 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
적층된 웹 (350) 은 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 적층된 웹의 두께는 몇몇 변수들의 함수이다. 첫번째로, 적층된 웹 (350) 의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웹 (321) 의 두께의 함수이다. 두번째로, 적층된 웹 (350) 의 두께는 적층 메카니즘 (334) 이 컨베이어 (336) 상에 연속 웹 (321) 의 층들을 증착하는 속도의 함수이다. 세번째로, 적층된 웹 (334) 의 두께는 컨베이어 (336) 의 속도의 함수이다. 예시된 실시형태에서, 적층된 웹 (350) 은 약 0.1 인치 내지 약 20.0 인치의 범위의 두께를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘 (334) 은 1 층 내지 60 층들을 갖는 적층된 웹 (350) 을 형성할 수 있다. 선택적으로, 크로스 랩핑 메카니즘들은 조절 가능함으로써, 크로스 랩핑 메카니즘들 (334 및 334) 이 임의의 요구되는 폭을 갖는 팩을 형성하도록 허용한다. 어떤 실시형태들에서, 팩은 약 98.0 인치 내지 약 236.0 인치의 범위에서 일반적인 폭을 가질 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 적층된 웹 (350) 은 도 1a 에서 점선 박스 (101) 로 나타낸 연속 프로세스에서 제조된다. 섬유화 장치 (318) 에 의해 제조된 섬유들은 형성 장치 (332) 로 직접 보내진다 (즉 섬유들은 수집되거나 팩킹되지 않고 그 후 원격 형성 장치에서 사용을 위해 언팩킹됨). 웹 (321) 은 적층 디바이스 (352) 로 직접 제공된다 (즉 웹은 형성되고 롤링되지 않고 그 후 원격 적층 디바이스 (352) 에서 사용을 위해 언롤링됨). 연속 프로세스의 예시적인 실시형태에서, 프로세스들 (도 1a 에서 형성 및 적층) 의 각각은 섬유화 프로세스에 연결되어, 섬유화 장치로부터의 섬유들은 나중에 사용을 위해 저장되지 않고 다른 프로세스에 의해 사용된다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 웹 (321) 은 상대적으로 두껍고 낮은 영역 중량을 갖지만, 연속 프로세스는 높은 수율을 갖는다. 예를 들면, 웹 (321) 의 단일 층은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량을 가질 수 있다. 낮은 영역 중량 웹은 상기 언급된 밀도 및 두께 범위들을 가질 수 있다. 높은 산출량의 연속 프로세스는 적어도 900 lbs/hr 또는 적어도 1250 lbs/hr 와 같은 약 750 lbs/hr 내지 1500 lbs/hr 사이에서 제조될 수 있다. 적층된 웹 (350) 은 매우 다양한 상이한 적용예들에서 사용될 수 있다.
도 1b 및 도 3b 는 바인더의 사용없이 섬유질 재료들로부터 팩 (300) (도 3b 를 참조) 을 형성하는 방법 (150) 의 제 2 예시적인 실시형태를 예시한다. 방법 (150) 의 단계들 주위의 점선 (151) 은 방법이 연속 방법이라는 것을 나타낸다. 도 1b 를 참조하면, 유리는 용융된다 (102). 유리는 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 용융될 수 있다. 용융된 유리 (312) 는 처리되어 유리 섬유들 (322) 을 형성한다 (104). 용융된 유리 (312) 는 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 처리되어 섬유들 (322) 을 형성할 수 있다. 섬유들을 함께 바인딩하는 바인더 또는 다른 재료 없이 섬유들의 웹 (321) 이 형성된다 (106). 웹 (321) 은 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 형성될 수 있다.
도 1b 를 참조하면, 웹 (321) 의 섬유들 (322) 은 기계적으로 엉켜져 엉켜진 웹 (352) (도 3b 를 참조) 을 형성한다 (202). 도 3b 를 참조하면, 웹 (321) 의 섬유들은 니들링 디바이스와 같은 엉킴 메카니즘 (345) 에 의해 기계적으로 엉켜질 수 있다. 엉킴 메카니즘 (345) 은 웹 (321) 의 개별적인 섬유들 (322) 을 엉키게 하도록 구성된다. 유리 섬유들 (322) 의 엉킴은 웹의 섬유들을 함께 묶는다. 엉킴은 예를 들면, 인장 강도 및 전단 강도와 같은 웹의 기계적 특성들이 개선되게 한다. 예시된 실시형태에서, 엉킴 메카니즘 (345) 은 니들링 메카니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메카니즘 (345) 은 스티칭 메카니즘들의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들을 포함할 수 있다.
엉켜진 웹 (352) 은 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 엉켜진 웹의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웹 (321) 의 두께 및 엉킴 메카니즘 (345) 에 의한 연속 웹 (321) 의 압축량의 함수이다. 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 웹 (352) 은 약 0.1 인치 내지 약 2.0 인치의 범위의 두께를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 웹 (352) 은 약 0.5 인치 내지 약 1.75 인치의 범위의 두께를 갖는다. 예를 들면, 하나의 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 웹의 두께는 약 1/2" 이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 웹 (352) 은 연속 프로세스 (151) 에서 제조된다. 섬유화 장치 (318) 에 의해 제조된 섬유들은 형성 장치 (332) 로 직접 보내진다 (즉 섬유들은 수집되고 팩킹되지 않고 그후 원격 형성 장치에서 사용을 위해 언팩킹됨). 웹 (321) 은 엉킴 디바이스 (345) 로 직접 제공된다 (즉 웹은 형성되고 롤링되지 않고 그 후 원격 엉킴 디바이스 (345) 에서 사용을 위해 언롤링됨). 엉켜진 웹 (352) 은 매우 다양한 상이한 적용예들에서 사용될 수 있다. 연속 프로세스의 예시적인 실시형태에서, 프로세스들 (도 1b 의 형성 및 엉킴) 의 각각은 섬유화 프로세스에 연결되어, 섬유화 장치로부터의 섬유들은 나중에 사용을 위해 저장되지 않고 다른 프로세스들에 의해 사용된다.
도 1c 및 도 3c 는 바인더의 사용없이 섬유질 재료들로부터 팩 (370) 을 형성하는 방법 (170) 의 제 3 예시적인 실시형태를 예시한다 (도 3c 를 참조). 도 1c 를 참조하면, 유리는 용융된다 (102). 방법 (170) 의 단계들 주위의 점선 (171) 은 방법이 연속 방법이라는 것을 나타낸다. 유리는 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 용융될 수 있다. 도 1c 를 다시 참조하면, 용융된 유리 (312) 는 처리되어 유리 섬유들 (322) 을 형성한다 (104). 용융된 유리 (312) 는 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 처리되어 섬유들 (322) 을 형성할 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 섬유들을 함께 바인딩하는 바인더 또는 다른 재료없이 섬유들의 웹 (321) 이 형성된다 (106). 웹 (321) 은 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 형성될 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 웹 (321) 또는 복수의 웹들은 적층된다 (108). 웹 (321) 또는 복수의 웹들은 도 3a 에 대해 상기 설명된 바와 같이 적층될 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 적층된 웹들 (350) 의 섬유들 (322) 은 기계적으로 엉켜져 적층된 웹들의 엉켜진 팩 (370) 을 형성한다 (302).
도 3c 를 참조하면, 적층된 웹들 (350) 의 섬유들은 니들링 디바이스와 같은 엉킴 메카니즘 (345) 에 의해 기계적으로 엉켜질 수 있다. 엉킴 메카니즘 (345) 은 적층된 웹의 층들을 형성하는 개별적인 섬유들 (322) 을 엉키게 하도록 구성된다. 유리 섬유들 (322) 의 엉킴은 적층된 웹들 (350) 의 섬유들을 함께 묶어 팩을 형성한다. 기계적 엉킴은 예를 들면, 인장 강도 및 전단 강도와 같은 기계적 특성들이 개선되게 한다. 예시된 실시형태에서, 엉킴 메카니즘 (345) 은 니들링 메카니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메카니즘 (345) 은 스티칭 메카니즘들의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들을 포함할 수 있다.
적층된 웹들 (350) 의 엉켜진 팩 (370) 은 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 엉켜진 팩의 두께는 몇몇 변수들의 함수이다. 첫번째로, 엉켜진 팩의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웹 (321) 의 두께의 함수이다. 두번째로, 엉켜진 팩 (370) 의 두께는 랩핑 또는 크로스 랩핑 메카니즘 (334) 이 컨베이어 (336) 상에 연속 웹 (321) 의 층들을 증착하는 속도의 함수이다. 셋째로, 엉켜진 팩 (370) 의 두께는 컨베이어 (336) 의 속도의 함수이다. 넷째로, 엉켜진 팩 (370) 의 두께는 엉킴 메카니즘 (345) 에 의해 적층된 웹들 (350) 의 압축량의 함수이다. 엉켜진 팩 (370) 은 약 0.1 인치 내지 약 20.0 인치의 범위에서 두께를 가질 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 팩 (370) 은 1 층 내지 60 층들을 가질 수 있다. 각각의 엉켜진 웹 층 (352) 은 0.1 내지 2 인치의 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 각각의 엉켜진 웹 층은 약 0.5 인치 두께일 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 엉켜진 팩 (370) 은 연속 프로세스에서 제조된다. 섬유화 장치 (318) 에 의해 제조된 섬유들은 형성 장치 (332) 로 직접 보내진다 (즉 섬유들은 수집되고 팩킹되지 않고 그 후 원격 형성 장치에서 사용을 위해 언팩킹됨). 웹 (321) 은 적층 디바이스 (352) 로 직접 제공된다 (즉 웹은 형성되거나 롤링되지 않고 그 후 원격 적층 디바이스 (352) 에서 사용을 위해 언롤링됨). 적층된 웹 (350) 은 엉킴 디바이스 (345) 로 직접 제공된다 (즉 적층된 웹은 형성되거나 롤링되지 않고 그 후 원격 엉킴 디바이스 (345) 에서 사용을 위해 언롤링됨). 연속 프로세스의 예시적인 실시형태에서, 프로세스들 (도 1c 에서 형성, 적층, 및 엉킴) 의 각각은 섬유화 프로세스에 연결되어, 섬유화 장치로부터의 섬유들은 나중에 사용을 위해 저장되지 않고 다른 프로세스들에 의해 사용된다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 적층된 웹들의 엉켜진 팩 (370) 은 상대적으로 두껍고 낮은 영역 중량을 갖는 웹 (321) 또는 웹들로부터 제조되지만, 연속 프로세스는 높은 수율을 갖는다. 예를 들면, 웹 (321) 의 단일 층은 상기 언급된 영역 중량들, 두께들, 및 밀도들을 가질 수 있다. 높은 산출량의 연속 프로세스는 적어도 900 lbs/hr 또는 적어도 1250 lbs/hr 와 같은 약 750 lbs/hr 내지 1500 lbs/hr 사이에서 제조될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 연속 프로세스의 높은 웹 수율 및 니들링과 같은 기계적 엉킴의 조합은 웹의 랩핑 또는 크로스 랩핑과 같은 웹 (321) 의 적층에 의해 용이해진다. 웹 (321) 을 적층함으로써, 적층 디바이스를 통해 이동하는 재료의 선형 속도는 웹이 형성되는 속도보다 느리다. 예를 들면, 연속 프로세스에서, 두개의 층 웹은 웹이 형성되는 상기 속도의 1/2 (3 층들 - 상기 속도의 1/3 등) 로 엉킴 장치 (345) 를 통해 진행된다. 속도에서 이러한 감소는 높은 수율, 낮은 영역 중량의 웹 (321) 이 형성되고 복수의 층의 기계적으로 엉켜진 팩 (370) 으로 변환되는 연속 프로세스를 허용한다. 적층된 웹들의 엉켜진 팩 (370) 은 매우 다양한 상이한 적용예들에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 긴, 얇은 섬유들의 적층 및 엉킴은 강한 웹 (370) 을 만든다. 예를 들면, 이러한 적용예에서 설명된 긴, 얇은 유리 섬유들의 엉킴은 높은 인장 강도 및 높은 접착 강도를 갖는 적층된, 엉켜진 웹을 만든다. 인장 강도는 웹이 웹의 길이 또는 폭의 방향으로 당겨질 때에 웹 (370) 의 강도이다. 접착 강도는 웹 (370) 이 웹의 두께의 방향으로 이격되게 당겨질 때에 웹의 강도이다.
인장 강도 및 접착 강도는 매우 다양한 상이한 방식으로 테스트될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, Instron machine 과 같은 기계는 고정된 속도 (아래에 설명된 실시예들에서 12 인치/초) 로 이격되게 웹 (370) 을 당기고 웹을 이격되게 당기는 데 요구되는 힘의 양을 측정한다. 웹이 찢어지거나 또는 파단되기 전에 웹에 인가되는 피크 힘을 포함하는 웹을 이격되게 당기는 데 요구되는 힘들은 기록된다.
인장 강도를 테스트하는 하나의 방법에서, 길이 방향에서의 인장 강도는 웹의 폭을 따라 웹의 단부를 클램핑하고, 고정된 속도 (아래에 제공된 실시예들에서 12 인치/초) 로 기계와 함께 웹의 길이를 따라 웹 (370) 을 당기고, 웹의 길이의 방향으로 인가되는 피크 힘을 기록함으로써 측정된다. 폭 방향에서의 인장 강도는 웹의 폭을 따라 웹의 측들을 클램핑하고, 고정된 속도 (아래에 제공된 실시예들에서 12 인치/초) 로 웹의 폭을 따라 웹 (370) 을 당기고, 인가된 피크 힘을 기록함으로써 측정된다. 길이 방향에서의 인장 강도 및 폭 방향에서의 인장 강도는 샘플의 인장 강도를 결정하도록 평균화된다.
접착 강도를 테스트하는 하나의 방법에서, 사전 결정된 크기의 샘플 (아래의 실시예들에서 6"×6") 이 제공된다. 샘플의 각각의 측은 예를 들면 글루잉 (gluing) 에 의해 기질에 접착된다. 샘플의 대향하는 측 상의 기질들은 고정된 속도 (아래에 제공된 실시예에서 12 인치/초 ) 로 기계와 이격되게 당겨지고, 인가된 피크 힘이 기록된다. 인가된 피크 힘은 샘플 (아래의 실시예들에서 6"×6" ) 의 영역으로 분할되어 영역 전체에 걸쳐 힘에 의한 접착 강도를 제공한다.
다음의 실시예들은 적층된, 엉켜진 웹 (370) 의 증가된 강도를 예시하도록 제공된다. 이들 실시예들에서, 바인더는 포함되지 않는다. 즉, 수용성 또는 건식 바인더는 포함되지 않는다. 이들 실시예들은 청구 범위에서 명백하게 인용되지 않으면 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 4, 6, 및 8 층들을 갖는 적층된, 엉켜진 웹들의 실시예들이 제공된다. 그러나, 적층된 엉켜진 웹 (370) 에는 임의의 수의 층들이 제공될 수 있다. 적층된, 엉켜진 웹 (370) 샘플의 길이, 폭, 두께, 랩들의 수, 및 중량은 웹 (370) 에 대한 적용예에 따라 변경될 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 두개의 랩들 (즉 네개의 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 0.5 인치의 두께 내지 2.0 인치의 두께이고, 0.1 내지 0.3 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 40 내지 약 120 lbf/lbm 와 같은 40 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 샘플의 접착 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크고 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 7.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 접착 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이고 접착 강도는 0.3 내지 30 lbs/sq ft 이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 두개의 랩들 (즉 네개의 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 0.5 인치 두께 내지 1.75 인치 두께이고, 0.12 내지 0.27 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 40 내지 약 120 lbf/lbm 과 같은 40 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖고 1 lb/sq ft 보다 큰 접착 강도를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크고 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 7.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 접착 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이고 접착 강도는 0.3 내지 30 lbs/ sq ft 이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 두개의 랩들 (즉 네개의 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 0.5 인치 두께 내지 1.25 인치 두께이고, 0.2 내지 0.3 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 10 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 75 내지 약 120 lbf/lbm 와 같은 75 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 3 lb/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 10 lb/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 15 lb/sq ft 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 3 lb/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 10 lb/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 접착 강도는 15 lb/sq ft 보다 크다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 세개의 랩들 (즉 여섯개 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 1.0 인치 두께 내지 2.25 인치 두께이고, 0.15 내지 0.4 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 5 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 40 내지 약 140 lbf/lbm 와 같은 40 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 샘플의 접착 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 내지 20 lbf 이다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 3.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 접착 강도 0.40 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 0.6 lbs/ sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 0.9 lbs/ sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 5 내지 20 lbf 이고 접착 강도는 0.1 내지 4 lbs/sq ft 이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 세개의 랩들 (즉 여섯개 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 1.0 인치 두께 내지 1.50 인치 두께이고, 0.25 내지 0.4 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 9 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 50 내지 약 140 lbf/lbm 와 같은 50 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 9 내지 15 lbf 이다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 3.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 9 lbf 보다 크고 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 네개의 랩들 (즉 여덟개 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 0.875 인치 두께 내지 2.0 인치 두께이고, 0.15 내지 0.4 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 약 40 내지 약 130 lbf/lbm 와 같은 40 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 웹은 0.3 lbs/sq ft 보다 큰 접착 강도를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 샘플의 접착 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 4 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 3 내지 15 lbf 이고 접착 강도는 0.3 내지 15 lbs/sq ft 이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 6 인치×12 인치인 웹 (370) 샘플은 네개의 랩들 (즉 여덟개 층들) 과 같은 복수의 층들을 갖고, 1.0 인치 두께 내지 2.0 인치 두께이고, 0.1 내지 0.3 lbs/sq ft 의 제곱 피트 당 중량을 갖고, 9 lbf 보다 큰 인장 강도를 갖고, 70 lbf/lbm 보다 큰 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 4 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 접착 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적인 실시형태에서, 이러한 단락에서 설명된 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 접착 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다.
도 2a-도 2c 는 웹 (521) (도 5 를 참조) 이 건식 또는 비-수용성 바인더로써 형성되는 것 (260) 을 제외하고는 도 1a-도 1c 의 실시형태들과 유사한 방법들의 예시적인 실시형태들을 예시한다. 도 2a 의 방법 (200) 은 일반적으로 도 1a 의 방법 (100) 에 상응한다. 도 2b 의 방법 (250) 은 일반적으로 도 1b 의 방법 (150) 에 상응한다. 도 2c 의 방법 (270) 은 일반적으로 도 1c 의 방법 (170) 에 상응한다.
도 2d 는 도 2c 의 방법 (270) 과 유사한 방법 (290) 을 예시한다. 도 2d 에서, 점선들을 갖는 박스들에서의 단계는 선택적이다. 도 2d 에 예시된 예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 웹이 형성되기 전에 대신에 (또는 부가하여) 단계 (292) 에서 웹에 선택적으로 부가되고 및/또는 단계 (294) 에서 적층된 웹에 부가될 수 있다. 예를 들면, 단계 (292) 가 포함된다면, 웹은 건식 바인더 없이 형성될 수 있고, 그 후 건식 바인더는 적층 전에 및/또는 적층 중에 웹에 부가된다. 단계 (294) 가 포함된다면, 웹은 건식 바인더 없이 형성되거나 또는 적층될 수 있고, 그 후 건식 바인더는 적층된 웹에 부가된다.
도 5 를 참조하면, 건식 바인더 (큰 화살표들로 나타냄) 는 프로세스에서의 여러가지 상이한 지점들에서 섬유들 (322) 및/또는 웹 (521) 에 부가될 수 있다. 화살표 (525) 는 건식 바인더가 수집 부재에서 또는 수집 부재 상에서 섬유들 (322) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (527) 는 건식 바인더가 덕트 (330) 에서 섬유들 (322) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (529) 는 건식 바인더가 형성 장치 (332) 에서 섬유들 (322) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (531) 는 웹이 형성 장치 (332) 를 나간 후에 건식 바인더가 웹 (321) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (533) 는 웹이 적층 장치 (334) 에 의해 적층될 때 건식 바인더가 웹 (321) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (535) 는 웹이 적층된 후 건식 바인더가 웹 (321) 에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 화살표 (537) 는 건식 바인더가 웹 (321) 또는 오븐 (550) 에서의 적층된 웹에 부가될 수 있다는 것을 나타낸다. 건식 바인더는 섬유들 (322) 또는 웹 (321) 에 부가되어 임의의 방식으로 건식 바인더를 갖는 웹 (521) 을 형성할 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 섬유화 장치 (318) 로부터 하류에 상당한 거리인 위치에서 섬유들 (322) 에 도포된다. 예를 들면, 건식 바인더는 섬유들의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가 섬유화 장치에서 주위 공기 및 섬유들의 온도보다 현저하게 보다 낮은 위치에서 섬유들에 도포될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 섬유들의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가, 건식 바인더가 용융하는 온도 또는 건식 바인더가 완전히 경화하고 반응하는 온도 이하인, 위치에서 도포된다. 예를 들면, 열가소성 바인더는 섬유들 (322) 의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가 열가소성 바인더의 용융점 이하인 제조 라인에서의 지점에서 도포될 수 있다. 열경화성 바인더는 섬유들 (322) 의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가 열경화성 바인더의 경화 온도 이하인 제조 라인에서의 지점에서 도포될 수 있다. 즉, 열경화성 바인더는 섬유들 (322) 의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가, 열경화성 바인더가 완전하게 반응하거나 또는 열경화성 바인더의 가교 결합 (cross linking) 이 완전하게 발생하는 지점 이하인, 지점에 도포될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 섬유들 (322) 의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가 250 ℉ 이하인 제조 라인에서의 위치에 도포된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 도 5 에 화살표들 (527, 529, 531, 533, 및 535) 로 나타낸 위치들에서 섬유들의 온도 및/또는 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도는 건식 바인더가 용융하거나 또는 완전히 경화하는 온도 이하이다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 바인더 도포기는 건식 분말들을 위해 구성된 분무기이다. 분무기는 분무력이 조절 가능함으로써, 섬유질 재료의 연속 웹 내로 건식 분말의 대략의 침투를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 바인더 도포기는 예를 들면 유리 섬유들의 연속 웹 (321) 내로 건식 바인더를 드로잉하는 데 충분한 진공 디바이스와 같은 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다.
선택적인 건식 바인더는 매우 다양한 상이한 형태들을 취할 수 있다. 웹 (521) 을 형성하도록 함께 섬유들 (322) 을 보유하는 임의의 비-수용성 매체가 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 섬유들에 최초로 도포될 때 건식 바인더는 실질적으로 100% 고체들로 포함된다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "실질적으로 100% 고체들" 은 바인더의 중량 당 거의 2 퍼센트 이하의, 바람직하게 거의 1 퍼센트 이하의 양으로 (바인더가 건조하거나 또는 경화한 후에라기 보다는 바인더가 도포될 때) 물과 같은 희석액을 갖는 임의의 바인더 재료를 의미한다. 그러나, 어떤 실시형태들에서는, 바인더가 구체적인 적용예 및 구성 요구 조건들에 따라 요구되는 바와 같이 임의의 양으로 물과 같은 희석액들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 액체 형태로 도포되지 않고 추가로 물 기반이 아닌 열가소성 수지 기반의 재료이다. 다른 실시형태들에서, 건식 바인더는 폴리머의 열경화성 수지들의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 재료들 또는 재료들의 다른 조합들일 수 있다. 건식 바인더는 분말들, 입자들, 섬유들 및/또는 뜨거운 용융뮬의 비제한적인 실시예들을 포함하는 임의의 형태 또는 형태들의 조합들일 수 있다. 고온 용융물 폴리머들의 실시예들은 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-아크릴레이트 코폴리머, 낮은 밀도의 폴리에틸렌, 높은 밀도의 폴리에틸렌, 어태틱 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리에스테르 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 충분한 건식 바인더는 경화된 섬유질 팩이 패키징, 저장 및 운송을 위해 압축될 수 있도록 도포되지만 설치될 때 - "로프트 리커버리 (loft recovery)" - 로서 공지된 프로세스 - 로 그 두께를 회복한다.
도 2a-도 2d 및 도 5 에 예시된 실시예들에서, 유리 섬유들 (322) 은 건식 바인더가 유리 섬유들에 도포되기 전에 또는 후에 윤활유로써 선택적으로 코팅되거나 또는 부분적으로 코팅될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 윤활유는 유리 섬유들 (322) 에 대한 건식 바인더의 접착력을 강화시키도록 건식 바인더 이후에 도포된다. 윤활유는 상기 설명된 임의의 윤활유들일 수 있다.
도 5 를 참조하면, 비반응된 건식 바인더 (521) 를 갖는 연속 웹은 형성 장치 (332) 로부터 선택적인 적층 메카니즘 (334) 으로 전달된다. 적층 메카니즘은 매우 다양한 상이한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들면, 적층 메카니즘은 종방향 (D1) 으로 웹 (321) 을 적층하는 랩핑 메카니즘 또는 종방향에 대해 실질적으로 직각인 방향으로 웹을 랩핑하는 크로스 랩핑 메카니즘일 수 있다. 무바인더 웹 (321) 을 적층하기 위한 상기 설명된 크로스 랩핑 디바이스는 비반응된 건식 바인더를 갖는 웹 (521) 을 적층하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 연속 웹 (521) 의 건식 바인더는 경화 오븐 (550) 에서 열경화되게 구성되도록 구성된다. 예시적인 실시형태에서, 경화 오븐 (550) 은 건식 바인더가 섬유들 (322) 을 함께 보유하므로 엉킴 메카니즘 (345) 을 대체한다. 또 다른 예시적인 실시형태에서, 경화 오븐 (550) 및 엉킴 메카니즘 (345) 양쪽이 포함된다.
도 6 및 도 7 은 전체적으로 610 으로 예시되는 섬유질 재료들로부터 팩을 형성하는 방법의 또 다른 예시적인 실시형태를 개략적으로 예시한다. 도 6 을 참조하면, 용융된 유리 (612) 는 용해 장치 (614) 로부터 전로 (616) 로 공급된다. 용융된 유리 (612) 는 요구되는 화학적 조성을 주도록 그러한 비율로 조합된 다양한 원재료들로 형성될 수 있다. 용융된 유리 (612) 는 전로 (616) 로부터 복수의 회전식 섬유화 장치 (618) 로 유동한다.
도 6 을 참조하면, 회전식 섬유화 장치 (618) 는 용융된 유리 (612) 를 수용하고 이어서 고온 가스들의 유동에서 동반되는 유리 섬유들 (622) 의 베일들 (620) 을 형성한다. 아래에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 회전식 섬유화 장치 (618) 에 의해 형성된 유리 섬유들 (622) 은 길고 얇다. 따라서, 길고 얇은 유리 섬유들 (22) 을 형성하는 데 충분한 회전식 또는 다른 임의의 요구되는 섬유화 장치가 사용될 수 있다. 도 6 및 도 7 에 예시된 실시형태는 다수의 두개의 회전식 섬유화 장치 (618) 를 도시하지만, 임의의 요구되는 수의 회전식 섬유화 장치 (18) 가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
고온 가스들의 유동은 환형의 송풍기들 (도시 생략) 또는 환형의 버너들 (도시 생략) 의 비제한적인 실시예들과 같은 선택적인 송풍 메카니즘들에 의해 제조될 수 있다. 전체으로, 송풍 메카니즘들은 하향식으로 일반적으로 주어진 방향에서 유리 섬유들 (622) 의 베일 (620) 을 지향하도록 구성된다. 고온 가스들의 유동은 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스 또는 그 임의의 조합에 의해 생성될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 선택적인 분무 메카니즘들 (626) 은 회전식 섬유화 장치 (618) 아래에 위치되고 고온 가스들의 유동의 냉각을 돕도록 베일들 (620) 에서의 고온 가스들 상으로 물 또는 다른 유체의 미세한 액적들을 분무하고, 접촉 손상으로부터 섬유들 (622) 을 보호하고 및/또는 섬유들 (622) 의 접착 능력을 강화하도록 구성될 수 있다. 분무 메카니즘들 (626) 은 고온 가스들의 유동의 냉각을 돕도록 베일들 (620) 에서의 고온 가스들 상으로 물의 미세한 액적들을 분무하고, 접촉 손상으로부터 섬유들 (622) 을 보호하고 및/또는 섬유들 (622) 의 접착 능력을 강화하는 데 충분한 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스일 수 있다. 도 6 에 도시된 실시형태는 분무 메카니즘들 (626) 의 사용을 예시하지만, 분무 메카니즘들 (626) 의 사용은 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 분무 메카니즘들 (626) 의 사용없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
선택적으로, 유리 섬유들 (622) 는 유리 섬유들이 형성된 후에 윤활유로써 코팅될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 복수의 노즐들 (628) 은 회전식 섬유화 장치 (618) 의 아래의 위치에서 베일들 (620) 주위에 위치될 수 있다. 노즐들 (628) 은 윤활유의 소스 (도시 생략) 로부터 유리 섬유들 (622) 로 윤활유 (도시 생략) 를 공급하도록 구성될 수 있다.
윤활유의 도포는 밸브 (도시 생략) 의 비제한적인 실시예와 같이 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스에 의해 정확하게 제어될 수 있다. 어떤 실시형태들에서, 윤활유는 실록산, 디메틸 실록산, 및/또는 실레인과 같은 실리콘 화합물일 수 있다. 또한 윤활유는 예를 들면 오일 또는 오일 에멀션과 같은 다른 재료들 또는 재료들의 조합들일 수 있다. 오일 또는 오일 에멀션은 미네랄 오일 또는 미네랄 오일 에멀션 및/또는 식물성 오일 또는 식물성 오일 에멀션일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 윤활유는 섬유질 재료들의 최종 팩의 중량 당 약 1.0 퍼센트의 오일 및/또는 실리콘 화합물의 양으로 도포된다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 윤활유의 양은 중량 당 약 1.0 퍼센트의 오일 및/또는 실리콘 화합물보다 다소 많거나 다소 적을 수 있다.
도 6 에 도시된 실시형태는 유리 섬유들 (622) 로 윤활유 (도시 생략) 를 공급하는 노즐들 (628) 의 사용을 예시하지만, 노즐들 (628) 의 사용은 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 노즐들 (628) 의 사용없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
예시된 실시형태에서, 고온 가스들의 유동 내에서 동반되는 유리 섬유들 (622) 은 선택적인 결집 부재 (624) 에 의해 결집될 수 있다. 결집 부재 (624) 는 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동을 용이하게 수용하도록 성형되고 크기 설정된다. 결집 부재 (624) 는 예를 들면 형성 장치 (632a 및 632b) 와 같은 하류의 처리 스테이션들로 전달하기 위한 덕트 (630) 로 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동을 전환하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 유리 섬유들 (622) 은 블랭킷 또는 배트 (도시 생략) 를 형성하도록 그와 같은 운반 메카니즘 (도시 생략) 상에 결집될 수 있다. 배트는 추가의 처리 스테이션들 (도시 생략) 로 운반 메카니즘에 의해 이송될 수 있다. 결집 부재 (624) 및 덕트 (630) 는 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동을 수용하고 운반하기에 적절한 일반적으로 중공의 구성을 갖는 임의의 구조일 수 있다. 도 6 에 도시된 실시형태는 결집 부재 (624) 의 사용을 예시하지만, 덕트 (630) 로 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동을 전환하는 결집 부재 (624) 의 사용은 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 결집 부재 (624) 의 사용없이 실행될 수 있다.
도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태에서, 단일 섬유화 장치 (618) 는 개별적인 덕트 (630) 와 연관되어, 단일 섬유화 장치 (618) 로부터의 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동은 덕트 (630) 로 진입하는 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동의 단지 하나의 소스이다. 대안적으로, 개별적인 덕트 (630) 는 복수의 섬유화 장치 (618) (도시 생략) 로부터의 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동을 수용하게 될 수 있다.
다시 도 6 을 참조하면, 선택적으로, 헤더 시스템 (도시 생략) 은 형성 장치 (632a 및 632b) 와 섬유화 장치 (618) 사이에 위치될 수 있다. 헤더 시스템은 복수의 섬유화 장치 (618) 로부터 유동하는 가스들 및 유리 섬유들 (622) 이 최종 조합된 유동의 특성을 제어하면서 조합될 수 있는 챔버로서 구성될 수 있다. 어떤 실시형태들에서, 헤더 시스템은 섬유화 장치 (618) 로부터 유리 섬유들 (622) 및 가스들의 유동들을 조합하도록 구성되고 형성 장치 (632a 및 632b) 로 최종 조합된 유동들을 지향시키도록 추가로 구성되는 제어 시스템 (도시 생략) 을 포함할 수 있다. 그러한 헤더 시스템은 남아 있는 섬유화 장치 (618) 를 정지할 필요 없이 어떤 섬유화 장치 (618) 의 유지 보수 및 청소를 허용할 수 있다. 선택적으로, 헤더 시스템은 유리 섬유들 (22) 및 가스들의 유동들을 제어하고 지향시키기 위한 임의의 요구되는 수단을 통합할 수 있다.
지금부터 도 7 을 참조하면, 동반된 유리 섬유들 (622) 을 갖는 가스들의 유동의 모멘텀은 유리 섬유들 (622) 을 덕트 (630) 를 통해 형성 장치 (632a 및 632b) 로 연속 유동시킬 것이다. 형성 장치 (632a 및 632b) 는 몇몇 기능들을 위해 구성될 수 있다. 첫번째로, 형성 장치 (632a 및 632b) 는 가스들의 유동으로부터 동반된 유리 섬유들 (622) 을 분리하도록 구성될 수 있다. 두번째로, 형성 장치 (632a 및 632b) 는 요구되는 두께를 갖는 섬유질 재료의 연속적인 얇고 그리고 건식 웹을 형성하도록 구성될 수 있다. 세번째로, 형성 장치 (632a 및 632b) 는 섬유들이 임의의 요구되는 정도의 "랜덤성" 으로써 웹 내에 배향되게 하는 방식으로 유리 섬유들 (622) 이 가스들의 유동으로부터 분리되게 허용하도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "랜덤성" 은 섬유들 (622) 또는 섬유들 (622) 의 부분들이 임의의 X, Y 또는 Z 차원들로 바람직하지 않게 배향될 수 있다는 것을 의미하도록 규정된다. 어떤 경우들에서, 그것은 높은 정도의 랜덤성을 갖도록 요구될 수 있다. 다른 경우들에서, 그것은 섬유들 (622) 이 비랜덤적으로 배향되도록, 즉 섬유들이 서로에 대해 실질적으로 동일 평면 또는 실질적으로 평행하도록 섬유들 (622) 의 랜덤성을 제어하는 것이 요구될 수 있다. 네번째로, 형성 장치 (632a 및 632b) 는 다른 하류의 작동들로 섬유질 재료의 연속 웹을 전달하도록 구성될 수 있다.
도 7 에 예시된 실시형태에서, 형성 장치 (632a 및 632b) 의 각각은 회전을 위해 구성된 드럼 (도시 생략) 을 포함한다. 드럼은 임의의 요구되는 양의 유공성 (foraminous) 표면들 및 보다 높은 또는 보다 낮은 압력의 영역들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 형성 장치 (332a 및 332b) 의 각각은 가스들의 유동으로부터 동반된 유리 섬유들 (622) 을 분리하고, 요구되는 두께를 갖는 섬유질 재료의 연속 웹을 형성하고, 다른 하류의 작동들로 섬유질 재료의 연속 웹을 전달하는 데 충분한, 다른 구조들, 메카니즘들 및 디바이스들로 형성될 수 있다. 도 7 에 도시된 예시된 실시형태에서, 형성 장치 (632a 및 632b) 의 각각은 동일하다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 형성 장치 (632a 및 632b) 의 각각은 서로와 상이할 수 있다.
도 7 을 다시 참조하면, 섬유질 재료의 연속 웹은 형성 장치 (632a 및 632b) 로부터 선택적인 바인더 도포기 (646) 로 전달된다. 바인더 도포기 (646) 는 섬유질 재료의 연속 웹을 "건식 바인더" 로 도포하도록 구성된다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "건식 바인더" 는 바인더가 도포될 때 바인더가 실질적으로 100% 고체들로 포함되는 것을 의미하도록 규정된다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "실질적으로 100% 고체들" 은 바인더의 중량 당 거의 2 퍼센트 이하의, 및 바람직하게 거의 1 퍼센트 이하의 양으로 (오히려 바인더가 건조하고 및/또는 경화한 후에라기 보다 바인더가 도포될 때) 물과 같은 희석액들을 갖는 임의의 바인더 재료를 의미하도록 규정된다. 그러나, 어떤 실시형태들에서는 바인더는 구체적인 적용예 및 구성 요구 조건들에 따라 요구되는 바와 같은 임의의 양으로 물과 같은 희석액들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 바인더는 경화 오븐 (650) 에서 열경화되도록 구성될 수 있다. 이러한 적용예에서, 용어들 "경화" 및 "열경화" 는 건식 바인더를 웹의 섬유들과 함께 바인딩시키는 화학적 반응 및/또는 하나 이상의 상 변화들을 칭한다. 예를 들면, 열경화성 건식 바인더 (또는 건식 바인더의 열경화성 구성 요소) 는 열 인가의 결과로서 발생하는 화학적 반응의 결과로서 경화 또는 열경화한다. 열가소성 건식 바인더 (또는 건식 바인더의 열가소성 구성 요소) 는 연화 또는 용융 상으로 가열되고 그 후 고체 상으로 냉각된 결과로서 경화 또는 열경화한다.
예시적인 실시형태에서, 건식 바인더는 액체 형태로 도포되지 않고 추가로 물 기반이 아닌 열가소성 수지-기반 재료이다. 다른 실시형태들에서, 건식 바인더는 폴리머의 열경화성 수지들의 비제한적인 실시형태를 포함하는 다른 재료들 또는 재료들의 다른 조합들일 수 있다. 건식 바인더는 분말들, 입자들, 섬유들 및/또는 고온 용융물의 비제한적인 실시예들을 포함하는 임의의 형태 또는 형태들의 조합들일 수 있다. 고온 용융물 폴리머들의 실시예들은 에틸렌- 비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-아크릴레이트 코폴리머, 낮은 밀도의 폴리에틸렌, 높은 밀도의 폴리에틸렌, 어태틱 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리에스테르 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 충분한 건식 바인더는 패키징, 저장 및 운송을 위해 압축될 수 있도록 도포되지만, 설치될 때 - "로프트 리커버리" 로 공지된 프로세스 - 로 그 두께를 회복한다. 섬유질 재료의 연속 웹에 건식 바인더의 도포는 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹을 형성한다.
도 6 및 도 7 에 예시된 실시형태에서, 바인더 도포기 (646) 는 건식 분말들을 위해 구성된 분무기이다. 분무기는 분무력이 조절 가능함으로써, 섬유질 재료의 연속 웹 내에 건식 분말의 대략의 침투를 가능하게 하도록 구성된다. 대안적으로, 바인더 도포기 (646) 는 예를 들면 섬유질 재료의 연속 웹 내에서 "건식 바인더" 를 드로잉하는 데 충분한 진공 디바이스와 같은 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다.
도 7 에 예시된 실시형태는 섬유질 재료의 연속 웹에 건식 바인더를 도포하도록 구성된 바인더 도포기 (646) 를 도시하지만, 어떤 실시형태들에서는 바인더가 섬유질 재료의 연속 웹에 도포되지 않는 것도 본 발명의 사상 내이다.
도 7 를 다시 참조하면, 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹은 바인더 도포기들 (646) 로부터 상응하는 크로스 랩핑 메카니즘 (634a 및 634b) 으로 전달된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 형성 장치 (632a) 는 크로스 랩핑 메카니즘 (634a) 와 연관되고 형성 장치 (632b) 는 크로스 랩핑 메카니즘 (634b) 에 연관된다. 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 제 1 컨베이어 (636) 와 연관하여 기능한다. 제 1 컨베이어 (636) 는 화살표 (D1) 로 나타낸 바와 같이 종방향으로 이동하도록 구성된다. 크로스 랩핑 메카니즘 (634a) 은 선택적인 바인더 도포기들 (646) 로부터 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속웹을 수용하도록 구성되고 제 1 컨베이어 (636) 가 종방향 (D1) 으로 이동할 때 제 1 컨베이어 (636) 상에 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹의 교대하는 층들을 증착함으로써 섬유질 본체의 최초 층들을 형성하도록 추가로 구성된다. 증착 프로세스에서, 크로스 랩핑 메카니즘 (634a) 은 화살표들 (D2) 에 의해 나타낸 바와 같이 횡방향으로 교대하는 층들을 형성한다. 따라서, 크로스 랩핑 메카니즘 (634a) 으로부터 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 증착된 연속 웹이 종방향 (D1) 으로 진행할 때, 부가적인 층들은 하류의 크로스 랩핑 메카니즘 (634b) 에 의해 섬유질 본체 상에 증착된다. 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 에 의해 증착된 섬유질 본체의 최종 층들은 팩을 형성한다.
예시된 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹의 이동을 정확하게 제어하고 제 1 컨베이어 (636) 상에 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹을 증착하도록 구성된 디바이스들이고 따라서 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹은 손상되지 않는다. 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 임의의 요구되는 구조를 포함할 수 있고 임의의 요구되는 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 횡방향 (D2) 으로 앞뒤로 이동하도록 구성된 헤드 (도시 생략) 를 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 이동하는 헤드의 속도는 양쪽 횡방향들에서 헤드의 이동이 실질적으로 동일함으로써, 섬유질 본체의 최종 층들의 균일성을 제공하도록 조정된다. 또 다른 실시예에서, 제 1 컨베이어 (636) 의 중심 라인과 중심 일치되도록 구성된 수직 컨베이어들 (도시 생략) 이 사용될 수 있다. 수직 컨베이어들은 제 1 컨베이어 (36) 상에 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹을 증착하도록 그와 같이 제 1 컨베이어 (636) 상에서 피봇 메카니즘으로부터 스윙하도록 추가로 구성된다. 크로스 랩핑 메카니즘들의 몇몇 실시예들이 상기 설명되었지만, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
도 7 을 다시 참조하면, 제 1 컨베이어 (636) 상에 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹을 선택적으로 위치 설정하는 것은 팩의 개선된 균일성을 제공하도록 그와 같이 제어기 (도시 생략) 에 의해 완수될 수 있다. 제어기는 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스 또는 그 조합들일 수 있다.
적층된 웹 또는 팩은 임의의 요구되는 두께를 가질 수 있다. 팩의 두께는 몇몇 변수들의 함수이다. 첫번째로, 팩의 두께는 형성 장치 (632a 및 632b) 의 각각에 의해 형성된 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹의 두께의 함수이다. 두번째로, 팩의 두께는 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 이 제 1 컨베이어 (636) 상에 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹의 층들을 교대로 증착하는 속도의 함수이다. 세번째로, 팩의 두께는 제 1 컨베이어 (636) 의 속도의 함수이다. 예시된 실시형태에서, 팩은 약 0.1 인치 내지 약 20.0 인치의 범위의 두께를 갖는다. 다른 실시형태들에서, 팩은 약 0.1 인치 보다 작은 두께 또는 약 20.0 인치보다 큰 두께를 가질 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 제 1 컨베이어 (636) 가 종방향 (D1) 으로 이동할 때 제 1 컨베이어 (636) 상에 선택적으로 비반응된 바인더를 갖는 연속 웹의 교대하는 층들을 증착함으로써 섬유질 본체의 층들을 형성하도록 구성된다. 예시된 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘 (634a 및 634b) 및 제 1 컨베이어 (636) 는 약 1 층 내지 약 60 층들의 범위의 다량의 층들을 갖는 섬유질 본체를 형성하도록 그와 같이 조정된다. 다른 실시형태들에서, 크로스 랩핑 메카니즘 (634a 및 634b) 및 제 1 컨베이어 (636) 는 60 개를 초과하는 층들을 갖는 섬유질 본체를 포함하는 임의의 요구되는 다량의 층들을 갖는 섬유질 본체를 형성하도록 그와 같이 조정될 수 있다.
선택적으로, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 조절 가능함으로써, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 이 임의의 요구되는 폭을 갖는 팩을 형성하게 허용할 수 있다. 어떤 실시형태들에서, 팩은 약 98.0 인치 내지 약 236.0 인치의 범위의 일반적인 폭을 가질 수 있다. 대안적으로, 팩은 약 98.0 인치보다 작은 또는 약 236.0 인치보다 큰 일반적인 폭을 가질 수 있다.
크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 섬유질 본체의 형성에 공동으로 관련되는 바와 같이 상기 설명되었지만, 다른 실시형태들에서, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 섬유질 본체들의 별개의 레인들 (lanes) 을 형성하도록 그와 같이 서로 독립적으로 작동할 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
도 6 및 도 7 을 참조하면, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 에 의해 형성된 층들을 갖는 팩은 선택적인 트림 메카니즘 (640) 으로 제 1 컨베이어 (636) 에 의해 날라진다. 선택적인 트림 메카니즘 (640) 은 팩의 요구되는 폭을 형성하기 위해 그와 같이 팩의 에지들을 트리밍하도록 구성된다. 예시적인 실시형태에서, 팩은 약 98.0 인치 내지 약 236.0 인치의 범위의 트리밍 이후의 폭을 가질 수 있다. 대안적으로, 팩은 약 98.0 인치보다 작거나 또는 약 236.0 인치보다 큰 트리밍 이후의 폭을 가질 수 있다.
예시된 실시형태에서, 선택적인 트림 메카니즘 (640) 은 팩의 어느 한쪽 측 상에 위치된 복수의 회전하는 쏘우들 (saws) (도시 생략) 을 갖는 쏘우 시스템을 포함한다. 대안적으로, 트림 메카니즘 (640) 은 워터 제트들, 압축 나이프들 (knives) 의 비제한적인 실시예들을 포함하는 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다.
예시된 실시형태에서, 트림 메카니즘 (640) 은 유리하게 경화 오븐 (650) 으로부터 상류에 위치된다. 경화 오븐 (650) 으로부터 상류에 트림 메카니즘 (640) 을 위치 설정하는 것은 팩이 경화 오븐 (650) 에서 열경화되기 전에 팩이 트리밍되도록 허용한다. 선택적으로, 트림 메카니즘 (640) 에 의해 팩으로부터 트리밍되는 재료들은 덕트들 (630) 에서 유리 섬유들 및 가스들의 유동으로 복귀되고 형성 장치 (632a 및 632b) 에서 리사이클링될 수 있다. 트림 재료들의 리사이클링은 유리하게 트림 재료들의 처분과 관련된 잠재적인 환경적 이슈를 방지한다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 배관 (642) 은 덕트들 (630) 과 트림 메카니즘 (640) 을 연결하고 형성 장치 (632a 및 632b) 로 트림 재료들의 복귀를 용이하게 하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 트리밍된 재료들의 리사이클링을 예시하지만, 트리밍된 재료들의 리사이클링은 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 트리밍된 재료들의 리사이클링 없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또 다른 예시적인 실시형태에서, 트림 메카니즘 (640) 은 경화 오븐 (650) 으로부터 하류에 위치된다. 이러한 위치 설정은 트리밍된 재료들이 리사이클링되지 않는다면 특히 유용하다. 팩의 트리밍은 트리밍된 팩을 형성한다.
트리밍된 팩은 제 2 컨베이어 (644) 로 제 1 컨베이어 (636) 에 의해 운반된다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 2 컨베이어 (644) 는 제 1 컨베이어 (636) 로부터 "하향으로 단차" 되도록 위치될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "하향으로 단차된" 은 제 2 컨베이어 (644) 의 상부 표면이 제 1 컨베이어 (636) 의 상부 표면 수직 아래에 있도록 위치된다는 것을 의미하도록 규정된다. 컨베이어들의 하향 단차는 아래에 보다 자세하게 논의될 것이다.
도 1 및 도 2 를 다시 참조하면, 트리밍된 팩은 선택적인 엉킴 메카니즘 (645) 으로 제 2 컨베이어 (644) 에 의해 날라진다. 엉킴 메카니즘 (645) 은 트리밍된 팩의 층들을 형성하는 개별적인 섬유들 (622) 을 엉키게 하도록 구성된다. 팩 내에서 유리 섬유들 (622) 의 엉킴은 팩을 함께 묶는다. 건식 바인더가 포함되는 실시형태들에서, 유리 섬유들 (622) 의 엉킴은 유리하게 예를 들면, 인장 강도 및 전단 강도와 같은 기계적 특성들이 개선되게 허용한다. 예시된 실시형태에서, 엉킴 메카니즘 (645) 은 니들링 메카니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메카니즘 (645) 은 스티칭 메카니즘들의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 엉킴 메카니즘 (645) 의 사용을 예시하지만, 엉킴 메카니즘 (645) 의 사용은 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 엉킴 메카니즘 (645) 의 사용없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 팩 내에서 섬유들의 엉킴은 엉켜진 팩을 형성한다.
제 2 컨베이어 (644) 는 제 3 컨베이어 (648) 로 선택적으로 트리밍된, 및/또는 선택적으로 엉켜진 (이후로는 트리밍된 팩 및 엉켜진 팩 양쪽은 "팩" 으로서 간단히 칭해짐) 선택적인 건식 바인더를 갖는 팩으로 운반된다. 팩이 건식 바인더를 포함할 때, 제 3 컨베이어 (648) 는 선택적인 경화 오븐 (650) 으로 팩을 나르도록 구성된다. 경화 오븐 (650) 은 일반적으로 랜덤인 삼차원 구조로 함께 유리 섬유들 (622) 을 견고하게 접착하고 건식 바인더를 경화하기 위해 그와 같이 팩을 통해 예를 들면 가열된 공기와 같은 유체를 송풍하도록 구성된다. 경화 오븐 (650) 에서의 팩의 경화는 경화된 팩을 형성한다.
상기 논의된 바와 같이, 팩은 선택적으로 건식 바인더를 포함한다. 오히려 전통적인 습식 바인더보다 건식 바인더의 사용은 유리하게 경화 오븐 (650) 이 팩 내에 건식 바인더를 경화하는 데 보다 적은 에너지를 사용하도록 허용한다. 예시된 실시형태에서, 경화 오븐 (650) 에서 건식 바인더의 사용은 습식 또는 수용성 바인더를 경화하도록 종래의 경화 오븐들에 의해 사용되는 에너지와 비교하여 약 30.0% 내지 약 80.0% 범위의 에너지 절약을 달성한다. 추가의 다른 실시형태들에서, 에너지 절약은 80.0% 를 초과할 수 있다. 경화 오븐 (650) 은 임의의 요구되는 경화 구조, 메카니즘 또는 디바이스 또는 그 조합들일 수 있다.
제 3 컨베이어 (648) 는 제 4 컨베이어 (652) 로 경화된 팩을 운반한다. 제 4 컨베이어 (652) 는 절삭 메카니즘 (654) 으로 경화된 팩을 나르도록 구성된다. 선택적으로, 절삭 메카니즘 (654) 은 몇몇 절삭 모드들을 위해 구성될 수 있다. 제 1 선택적인 절삭 모드에서, 절삭 메카니즘은 레인들을 형성하도록 그와 같이 종방향 (D1) 을 따라 수직 방향들로 경화된 팩을 절삭하도록 구성된다. 형성된 레인들은 임의의 요구되는 폭들을 가질 수 있다. 제 2 선택적인 절삭 모드에서, 절삭 메카니즘은 두께들을 갖는 연속 팩들을 형성하기 위해 그와 같이 수평 방향으로 경화된 팩을 이등분하도록 구성된다. 최종 이등분된 팩들은 임의의 요구되는 두께들을 가질 수 있다. 경화된 팩의 절삭은 절삭된 팩을 형성한다.
예시된 실시형태에서, 절삭 메카니즘 (654) 은 쏘우들 및 나이프들의 시스템을 포함한다. 대안적으로, 절삭 메카니즘 (654) 은 다른 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다. 도 6 및 도 7 을 다시 참조하면, 절삭 메카니즘 (654) 은 유리하게 절삭 작동 중에 형성된 다른 폐재료들 및 분진의 포집을 허용하도록 그와 같이 위치된다. 선택적으로, 절삭 메카니즘으로부터 기인하는 다른 폐재료들 및 분진은 덕트들 (630) 에서 유리 섬유들 및 가스들의 유동으로 복귀되고 형성 장치 (632a 및 632b) 에서 리사이클링될 수 있다. 분진 및 폐재료들의 리사이클링은 유리하게 분진 및 폐재료들의 처분과 연관된 잠재적인 환경적 이슈들을 방지한다. 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 배관 (655) 은 덕트들 (630) 과 절삭 메카니즘 (654) 을 연결하고 형성 장치 (632a 및 632b) 로 분진 및 폐재료들의 복귀를 용이하게 하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 분진 및 폐재료들의 리사이클링을 예시하지만, 분진 및 폐재료들의 리사이클링은 선택적이고 섬유질 재료들 (10) 로부터 팩을 형성하는 방법은 분진 및 폐재료들의 리사이클링없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
선택적으로, 절삭 메카니즘 (654) 으로 경화된 팩의 운반 전에, 경화된 팩의 주 표면들은 도 6 에 도시된 바와 같이 외장 메카니즘들 (662a, 662b) 에 의해 외장 재료 또는 재료들로써 외장될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 경화된 팩의 상부 주 표면은 외장 메카니즘 (662a) 에 의해 제공된 외장 재료 (663a) 로써 외장되고 경화된 팩의 하부 주 표면은 외장 메카니즘 (662b) 에 의해 제공된 외장 재료 (663b) 로써 외장된다. 외장 재료들은 페이퍼, 폴리머 재료들 또는 부직포 웹들을 포함하는 임의의 요구되는 재료들일 수 있다. 외장 메카니즘들 (662a 및 662b) 은 임의의 요구되는 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다. 예시된 실시형태에서, 외장 재료들 (663a 및 663b) 은 접착제들에 의해 경화된 팩 (팩이 바인더를 포함한다면) 에 도포된다. 다른 실시형태들에서, 외장 재료들 (663a 및 663b) 은 초음파 용접의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 방법들에 의해 경화된 팩에 도포될 수 있다. 도 6 에 도시된 실시형태는 경화된 팩의 주 표면들에 외장 재료들 (663a 및 663b) 의 도포를 예시하지만, 경화된 팩의 주 표면들에 외장 재료들 (663a 및 663b) 의 도포는 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 경화된 팩의 주 표면들에 외장 재료들 (663a 및 663b) 의 도포없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
도 6 및 도 7 을 참조하면, 제 4 컨베이어 (652) 는 선택적인 쵸핑 (chopping) 메카니즘 (656) 으로 절삭된 팩을 운반한다. 쵸핑 메카니즘 (656) 은 종방향 (D1) 에 걸쳐 요구되는 길이들로 절삭된 팩을 절개하도록 구성된다. 예시된 실시형태에서, 쵸핑 메카니즘 (656) 은 절삭된 팩이 종방향 (D1) 으로 연속적으로 이동할 때 절삭된 팩을 절개하도록 구성된다. 대안적으로, 쵸핑 메카니즘 (656) 은 일괄 (batch) 쵸핑 작동을 위해 구성될 수 있다. 길이들로 절삭된 팩의 절개는 치수화된 팩을 형성한다. 쵸핑된 팩의 길이들은 임의의 요구되는 치수를 가질 수 있다.
쵸핑 메카니즘들은 본 기술 분야에서 공지되어 있고 본원에서 설명되지 않을 것이다. 쵸핑 메카니즘 (656) 은 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스 또는 그 조합들일 수 있다.
선택적으로, 쵸핑 메카니즘 (656) 으로 절삭된 팩을 운반하기 전에, 절삭된 팩의 보다 작은 표면들은 도 7 에 도시된 바와 같은 에징 메카니즘들 (666a, 666b) 에 의해 에징 재료 또는 재료들로써 외장될 수 있다. 에징 재료들은 페이퍼, 폴리머 재료들 또는 부직포 웹들을 포함하는 임의의 요구되는 재료들일 수 있다. 에징 메카니즘들 (666a 및 666b) 은 임의의 요구되는 구조들, 메카니즘들 또는 디바이스들 또는 그 조합들일 수 있다. 예시된 실시형태에서, 에징 재료들 (667a 및 667b) 은 접착제들에 의해 절삭된 팩에 도포된다. 다른 실시형태들에서, 에징 재료들 (667a 및 667b) 은 초음파 용접의 비제한적인 실시예를 포함하는 다른 방법들에 의해 절삭된 팩에 도포될 수 있다. 도 7 에 도시된 실시형태는 절삭된 팩의 보다 작은 표면들에 에징 재료들 (667a 및 667b) 의 도포를 예시하지만, 절삭된 팩의 보다 작은 표면들에 에징 재료들 (667a 및 667b) 의 도포는 선택적이고 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 절삭된 팩의 보다 작은 표면들에 에징 재료들 (667a 및 667b) 의 도포없이 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 6 을 다시 참조하면, 제 4 컨베이어 (652) 는 제 5 컨베이어 (658) 로 치수화된 팩을 운반한다. 제 5 컨베이어 (658) 는 패키징 메카니즘 (660) 으로 치수화된 팩을 운반하도록 구성된다. 패키징 메카니즘 (660) 은 미래의 작업들을 위해 치수화된 팩을 패키징하도록 구성된다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "미래의 작업들" 은 저장, 운송, 판매 및 설치의 비제한적인 실시예들을 포함하는 치수화된 팩의 형성에 이은 임의의 활동을 포함하도록 규정된다.
예시된 실시형태에서, 패키징 메카니즘 (660) 은 롤의 형태로 패키지 내에서 치수화된 팩을 형성하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 패키징 메카니즘 (660) 은 슬래브들, 배트들 및 불규칙하게 성형되거나 또는 다이 절삭된 피스의 비제한적인 실시예들과 같은 다른 요구되는 형상들을 갖는 패키지들을 형성할 수 있다. 패키징 메카니즘 (660) 은 임의의 요구되는 구조, 메카니즘 또는 디바이스 또는 그 조합들일 수 있다.
도 6 을 다시 참조하면, 컨베이어들 (636, 644, 648, 652 및 658) 은 종방향 (D1) 으로 "하향으로 단차된" 관계이다. "하향으로 단차된" 관계는 연속형 컨베이어의 상부 표면이 선행 컨베이어의 상부 표면의 수직 아래에 있도록 위치된다는 것을 의미한다. 컨베이어들의 "하향으로 단차된" 관계는 유리하게 팩의 운반에 자체 스레딩 (self-threading) 특성을 제공한다. 예시된 실시형태에서, 인접한 컨베이어들 사이에 수직 오프셋은 약 3.0 인치 내지 약 10.0 인치의 범위이다. 다른 실시형태들에서, 인접한 컨베이어들 사이의 수직 오프셋은 약 3.0 인치보다 작거나 또는 약 10.0 인치보다 클 수 있다.
도 6 및 도 7 에 예시된 바와 같이, 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 습식 바인더의 사용을 제거함으로써, 형성 후드들, 복귀 펌프들 및 파이핑과 같은 세척수 및 세척수와 관련된 구조들에 대한 전통적인 필요성을 제거한다. 냉각수, 및 윤활유, 도색 및 다른 선택적인 화학제들의 도포를 제외하는 물의 사용의 제거는 유리하게 실시의 비용, 작동 비용들 및 유지 보수와 수리 비용들을 감소시킬 뿐만 아니라 제작 라인 (또는 "차지하는 공간 (footprint)") 의 전체 크기가 현저하게 감소되도록 허용한다.
도 6 및 도 7 에서 추가로 예시된 바와 같이, 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 유리하게 형성 장치 (632a 및 632b) 상에 길고 얇은 섬유들의 균일하고 일정한 증착을 허용한다. 예시된 실시형태에서, 섬유들 (622) 은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 범위의 길이 및 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 치수를 갖는다. 다른 실시형태들에서, 섬유들 (22) 은 약 1.0 인치 내지 약 5.0 인치의 범위의 길이 및 약 14 HT 내지 약 25 HT 의 범위의 직경 치수를 갖는다. 추가의 다른 실시형태들에서, 섬유들 (22) 은 약 0.25 인치보다 작거나 또는 약 10.0 인치보다 큰 길이 및 약 9 HT 보다 작거나 또는 약 35 HT 보다 큰 직경 치수를 가질 수 있다. 이론에 구속되지 않는다면, 상대적으로 길고 얇은 섬유들의 사용은 유리하게 보다 짧고 보다 두꺼운 섬유들을 갖는 유사하게 크기 설정된 팩보다 양호한 열적 및 음향적 방호 성능을 갖는 팩을 제공한다고 여겨진다.
도 6 및 도 7 에 예시된 실시형태는 섬유질 재료들의 팩들을 형성하도록 상기에 일반적으로 설명되었지만, 동일한 장치가 "비접착식 충전 단열재 (unbonded loosefill insulation)" 를 형성하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "비접착식 충전 단열재" 는 공기 스트림에서 적용을 위해 구성된 임의의 조건식 단열 재료를 의미하도록 규정된다.
팩들의 예시적인 실시형태들 및 섬유질 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법들은 상기에 일반적으로 설명되었지만, 방법 (610) 의 다른 실시형태들 및 변형예들이 사용 가능하고 아래에 일반적으로 설명된다는 것이 이해되어야 한다.
도 7 을 참조하면 방법 (610) 의 또 다른 실시형태에서, 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 은 제 1 컨베이어 (36) 상에 연속 웹의 교대하는 층들의 정확한 증착을 제공함으로써, 하류의 트림 메카니즘 (40) 의 제거를 허용하도록 구성된다.
도 7 을 다시 참조하면, 방법 (610) 의 또 다른 실시형태에서, 팩의 다양한 층들은 "중층으로 (stratified)" 될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "중층으로" 는 층들의 각각이 섬유 직경, 섬유 길이, 섬유 배향, 밀도, 두께 및 유리 조성의 비제한적인 실시예들을 포함하는 상이한 특징으로써 구성될 수 있다는 것을 의미하도록 규정된다. 층을 형성하는 연관된 메카니즘들, 즉 연관된 섬유화 장치, 형성 장치 및 크로스 랩핑 메카니즘이 구체적인 그리고 요구되는 특징들을 갖는 층을 제공하도록 구성될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 팩은 상이한 특징들을 갖는 층으로 형성될 수 있다.
다른 실시형태에서, 건식 바인더는 팩에 요구되는 특징들을 부여하도록 첨가제들을 포함하거나 또는 첨가제들로써 코팅될 수 있다. 첨가제 하나의 비제한적인 실시예는 예를 들면 베이킹 소다와 같은 난연성 재료이다. 첨가제의 또 다른 비제한적인 실시예는 팩을 통과하는 자외선의 투과를 억제하는 재료이다. 첨가제의 추가의 또 다른 비제한적인 실시예는 팩을 통과하는 적외선의 투과를 억제하는 재료이다.
도 6 을 참조하면, 방법 (610) 의 또 다른 실시형태에서 그리고 상기 논의된 바와 같이, 고온 가스들의 유동은 환형의 송풍기들 (도시 생략) 또는 환형의 버너들 (도시 생략) 의 비제한적인 실시예들과 같은 선택적인 송풍 메카니즘들에 의해 생성될 수 있다. 그것은 "섬유화의 열" 로서 환형의 송풍기들 및 환형의 버너들에 의해 생성된 열을 칭한다고 본 기술 분야에서 공지되어 있다. 이러한 실시형태에서, 섬유화의 열은 포집되어 다른 메카니즘들 또는 디바이스들에서 사용을 위해 리사이클링되는 것이 고려된다. 섬유화의 열은 방법 (610) 의 몇몇 위치에서 포집될 수 있다. 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 배관 (670) 은 섬유화 장치 (618) 로부터 발산하는 열을 포집하고 예를 들면 선택적인 경화 오븐 (650) 과 같은 다른 메카니즘들에서 사용을 위해 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 유사하게 배관 (672) 은 덕트 (30) 및 배관 (674) 내에 고온 가스들의 유동으로부터 발산된 열을 포집하도록 구성되고 형성 장치 (632a 및 632b) 로부터 발산된 열을 포집하도록 구성된다. 또한 리사이클링된 열은 예를 들면 사무실 난방과 같은 섬유질 팩들의 형성을 제외한 목적을 위해 사용될 수 있다.
어떤 실시형태들에서, 덕트 (630) 는 예를 들면, 동반된 유리 섬유들 (622) 및 고온 가스들의 유동의 모멘텀을 현저하게 방해하지 않고 열을 포집하도록 구성된 열 추출 장치와 같은 열 포집 디바이스들을 포함할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 섬유화의 열을 포집하는 데 충분한 임의의 요구되는 구조, 디바이스 또는 메카니즘이 사용될 수 있다.
도 6 을 참조하면, 방법 (610) 의 다른 실시형태에서, 다른 요구되는 특징들을 갖는 섬유들 또는 다른 재료들은 가스들의 유동에 동반된 유리 섬유들 (622) 과 혼합될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 예를 들면, 합성 또는 세라믹 섬유들, 착색제들 및/또는 입자들과 같은 다른 재료들의 소스 (676) 는 그러한 재료들이 덕트 (678) 내로 도입되게 허용하도록 제공될 수 있다.
덕트 (678) 는 가스들의 유동에 동반된 유리 섬유들 (622) 과 혼합을 허용하도록 그와 같이 덕트 (630) 에 연결될 수 있다. 이러한 방식에서, 최종 팩의 특성들은 음향적, 열적 강화 또는 UV 억제 특성들의 비제한적인 실시예와 같이 요구되는 특성들을 위해 설계되거나 또는 맞춤될 수 있다.
추가의 다른 실시형태들에서, 다른 재료들이 제 1 컨베이어 (636) 상에 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 에 의해 증착된 층들 사이에 위치될 수 있는 것이 고려된다. 다른 재료들은 예를 들면, 외장들, 방습층들 (vapor barriers) 또는 네팅 (netting) 과 같은 시트 재료들, 또는 분말들, 입자들 또는 접착제들의 비제한적인 실시예들을 포함하는 다른 비시트 재료들을 포함할 수 있다. 다른 재료들은 임의의 요구되는 방식으로 층들 사이에서 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 최종 팩의 특성들은 요구되는 바와 같이 추가로 설계되고 맞춤될 수 있다.
도 6 에 도시된 실시형태들은 바인더 도포기 (646) 에 의해 건식 바인더의 도포를 예시하지만, 다른 실시형태들에서에서, 건식 바인더는 가스들의 유동에 동반된 유리 섬유들 (622) 에 도포될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 이러한 실시형태에서, 건식 바인더의 소스 (680) 는 덕트 (682) 내로 도입될 수 있다. 덕트 (682) 는 가스들의 유동에 동반된 유리 섬유들 (622) 과 건식 바인더의 혼합을 허용하도록 그와 같이 덕트 (630) 에 연결될 수 있다. 건식 바인더는 정전 프로세스들에 의해 포함된 임의의 요구되는 방식으로 유리 섬유들에 부착되도록 구성될 수 있다.
도 6 에 예시된 실시형태는 크로스 랩핑 메카니즘들 (634a 및 634b) 에 의해 연속 웹의 사용을 예시하지만, 다른 실시형태들에서, 웹은 형성 장치 (632a 및 632b) 로부터 제거되어 나중의 사용을 위해 저장될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상기 논의된 바와 같이, 선택적으로 트리밍된 재료들은 덕트들 (630) 에서 유리 섬유들 및 가스들의 유동으로 복귀되고 형성 장치 (632a 및 632b) 에서 리사이클링될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 선택적인 바인더가 팩에 포함될 때, 형성 장치 (332a 및 332b) 의 작동 온도는 건식 바인더의 연화 온도 이하로 유지됨으로써, 건식 바인더가 경화 오븐 (550) 의 하류에서의 작동 전에 경화하는 것을 방지한다. 이러한 실시형태에서, 경화 오븐 (650) 의 최대 작동 온도는 약 165 ℉ 내지 약 180 ℉ 의 범위이다. 다른 실시형태들에서, 경화 오븐 (650) 의 최대 작동 온도는 약 165 ℉ 보다 낮거나 또는 약 180 ℉ 보다 높다.
미네랄 섬유 웹들과 팩들의 몇몇 예시적인 실시형태들 및 미네랄 섬유 웹들과 팩들을 제조하는 방법들은 이러한 적용예에 의해 개시된다. 본 발명에 따른 미네랄 섬유 웹들과 팩들 및 미네랄 섬유 웹들과 팩들을 제조하는 방법들은 본 적용예에 의해 개시된 특성의 임의의 조합 또는 하부 조합을 포함할 수 있다.
특허법들의 조항에 따라, 섬유질 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법들의 원리들 및 모드들은 그 바람직한 실시형태로 설명되고 예시되었다. 그러나, 섬유질 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법은 그 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 구체적으로 설명되고 예시된 것 이외에도 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 또한 다음의 번호가 매겨진 단락에 의해 정의된 바와 같은 몇몇 바람직한 실시 양태에 관한 것이다:
[1] 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법으로서:
유리를 용융하는 단계;
용융된 상기 유리를 처리하여 유리 섬유들을 형성하는 단계;
상기 유리 섬유들의 무바인더 웹을 형성하는 단계;
상기 무바인더 웹의 상기 유리 섬유들을 기계적으로 엉키게 하여 상기 유리 섬유들의 팩을 형성하는 단계를 포함하는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[2] 상기 [1] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 니들링에 의해 엉켜지는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[3] 상기 [1] 에 있어서,
상기 유리 섬유들의 상기 무바인더 웹은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량 및 약 0.25 인치 내지 약 4 인치의 두께를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[4] 상기 [1] 에 있어서,
상기 연속 방법은 상기 유리 섬유들의 상기 팩을 약 750 lbs/hr 내지 1500 lbs/hr 사이에서 제조하는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[5] 상기 [1] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 범위를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[6] 상기 [5] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 길이 범위를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[7] 유리 섬유들의 무바인더 웹으로서:
기계적으로 엉켜져 상기 무바인더 웹을 형성하는 유리 섬유들을 포함하고;
상기 무바인더 웹은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량을 갖고;
상기 유리 섬유들은 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 범위를 갖고;
상기 유리 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 길이 범위를 갖는, 유리 섬유들의 무바인더 웹.
[8] 상기 [7] 에 있어서,
상기 무바인더 웹을 형성하는 데 사용되는 상기 유리 섬유들은 패키징 또는 운송을 위해 압축되지 않는, 유리 섬유들의 무바인더 웹.
[9] 상기 [1] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 니들링에 의해 기계적으로 엉켜지는, 유리 섬유들의 무바인더 웹.
[10] 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법으로서:
유리를 용융하는 단계;
용융된 상기 유리를 처리하여 상기 유리 섬유들을 형성하는 단계;
상기 유리 섬유들의 무바인더 웹을 형성하는 단계;
상기 유리 섬유들의 상기 무바인더 웹을 적층하여 상기 팩을 형성하는 단계를 포함하는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[11] 상기 [10] 에 있어서,
적층된 상기 무바인더 웹들의 상기 유리 섬유들을 기계적으로 엉키게 하여 상기 팩을 형성하는 것을 추가로 포함하는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[12] 상기 [10] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 니들링에 의해 엉켜지는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[13] 상기 [10] 에 있어서,
상기 유리 섬유들의 상기 무바인더 웹의 단일 층은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량 및 약 0.25 인치 내지 약 4 인치의 두께를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[14] 상기 [10] 에 있어서,
상기 연속 방법은 상기 유리 섬유들의 상기 팩의 약 750 lbs/hr 내지 1500 lbs/hr 사이에서 제조되는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[15] 상기 [10] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 범위를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[16] 상기 [15] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 길이 범위를 갖는, 유리 섬유들의 팩을 형성하는 연속 방법.
[17] 유리 섬유들의 적층된 무바인더 웹으로서:
상기 유리 섬유들의 제 1 웹;
상기 유리 섬유들의 상기 제 1 웹 상에 배치된 상기 유리 섬유들의 적어도 하나의 부가적인 웹을 포함하고;
상기 제 1 웹은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량을 갖고;
상기 유리 섬유들은 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 범위를 갖고;
상기 유리 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 길이 범위를 갖는, 유리 섬유들의 적층된 무바인더 웹.
[18] 상기 [17] 에 있어서,
상기 제 1 웹의 상기 유리 섬유들은 상기 적어도 하나의 부가적인 웹의 상기 유리 섬유들과 기계적으로 엉켜지는, 유리 섬유들의 적층된 무바인더 웹.
[19] 상기 [17] 에 있어서,
상기 팩을 형성하는 데 사용되는 상기 유리 섬유들은 패키징 또는 운송을 위해 압축되지 않는, 유리 섬유들의 적층된 무바인더 웹.
[20] 상기 [18] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 니들링에 의해 기계적으로 엉켜지는, 유리 섬유들의 적층된 무바인더 웹.
[21] 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법으로서:
유리를 용융하는 단계;
용융된 상기 유리를 처리하여 상기 유리 섬유들을 형성하는 단계;
상기 유리 섬유들의 웹을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 유리 섬유들의 온도 및 상기 유리 섬유들을 둘러싸는 공기의 온도가 상기 건식 바인더를 열경화하는 데 요구되는 온도 이하이면서, 건식 바인더가 상기 유리 섬유들과 블렌딩되는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[22] 상기 [21] 에 있어서,
상기 건식 바인더는 상기 유리 섬유들의 상기 웹이 형성될 때 상기 유리 섬유들과 혼합되는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[23] 상기 [21] 에 있어서,
상기 유리 섬유들의 상기 웹을 적층하여 적층된 팩을 형성하는 것을 추가로 포함하는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[24] 상기 [21] 에 있어서,
상기 건식 바인더는 상기 유리 섬유들의 상기 웹이 형성된 후 상기 유리 섬유들과 혼합되는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[25] 상기 [23] 에 있어서,
상기 건식 바인더는 상기 유리 섬유들의 상기 웹이 적층되어 상기 적층된 팩을 형성할 때 상기 유리 섬유들과 혼합되는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[26] 상기 [21] 에 있어서,
상기 적층된 웹들의 상기 유리 섬유들을 기계적으로 엉키게 하는 것을 추가로 포함하는, 유리 섬유들의 웹을 형성하는 연속 방법.
[27] 유리 섬유들의 적층된 웹으로서:
상기 유리 섬유들의 제 1 웹;
상기 유리 섬유들의 상기 제 1 웹 상에 배치된 상기 유리 섬유들의 적어도 하나의 부가적인 웹을 포함하고;
건식 바인더는 상기 제 1 층 및 상기 적어도 하나의 부가적인 층들을 함께 보유하여 상기 팩을 형성하도록 상기 유리 섬유들과 혼합되는, 유리 섬유들의 적층된 웹.
[28] 상기 [27] 에 있어서,
상기 제 1 웹은 제곱 피트 당 약 5 내지 약 50 그램의 영역 중량을 갖는, 유리 섬유들의 적층된 웹.
[29] 상기 [28] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 9 HT 내지 약 35 HT 의 범위의 직경 범위를 갖는, 유리 섬유들의 적층된 웹.
[30] 상기 [29] 에 있어서,
상기 유리 섬유들은 약 0.25 인치 내지 약 10.0 인치의 길이 범위를 갖는, 유리 섬유들의 적층된 웹.
[31] 상기 [27] 에 있어서,
상기 제 1 웹의 상기 유리 섬유들은 상기 적어도 하나의 부가적인 웹의 상기 유리 섬유들과 기계적으로 엉켜지는, 유리 섬유들의 적층된 웹.
[32] 상기 [27] 에 있어서,
상기 웹들을 형성하는 데 사용되는 상기 유리 섬유들은 패키징 또는 운송을 위해 압축되지 않는, 유리 섬유들의 적층된 웹.

Claims (15)

  1. 기기 단열 시스템으로서, 상기 시스템은:
    유리 섬유들의 적층된 팩을 포함하며,
    상기 적층된 팩은:
    무바인더 웹을 종방향 (machine direction) 으로 랩핑하거나, 무바인더 웹을 상기 종방향에 대해 90 도로 크로스 랩핑하여 형성되는 유리 섬유들의 무바인더 웹들;
    상기 무바인더 웹들은 0.1 내지 0.5 인치의 두께를 갖는 제 1 유리 웹 층과 0.1 내지 0.5 인치의 두께를 갖는 적어도 하나의 추가적인 유리 웹 층을 포함하는 것;
    상기 무바인더 웹들의 유리 섬유들은 기계적으로 엉켜지는 것;
    상기 유리 섬유들은 9 HT 내지 35 HT 범위의 직경 범위를 갖는 것;
    상기 유리 섬유들은 1.0 내지 5.0 인치의 길이 범위를 갖는 것;
    을 포함하는, 기기 단열 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유리 섬유들은 14 HT 내지 25 HT 범위의 직경을 갖는, 기기 단열 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유리 웹 층은 적어도 하나의 추가적인 무바인더 웹을 형성하도록 랩핑되는, 기기 단열 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유리 웹 층은 적어도 하나의 추가적인 무바인더 웹을 형성하도록 크로스 랩핑되는, 기기 단열 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유리 섬유들은 15 HT 내지 19 HT 범위의 직경 범위를 갖는, 기기 단열 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩의 형성에 사용되는 상기 유리 섬유들은 패키징 또는 운송을 위해 압축되지 않는, 기기 단열 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 유리 섬유들은 니들링에 의해 엉켜지는, 기기 단열 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 0.75 내지 2 인치의 총 두께를 갖는, 기기 단열 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 적어도 두 개의 층을 포함하는, 기기 단열 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 적어도 네 개의 층을 포함하는, 기기 단열 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 4 내지 8 개의 층을 포함하는, 기기 단열 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 40 lbf/lbm 내지 120 lbf/lbm 의 중량에 대한 인장 강도의 비를 갖는, 기기 단열 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 적층된 팩은 12.5 lbf 내지 15 lbf 의 인장 강도를 갖는, 기기 단열 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유리 웹 층 및 상기 적어도 하나의 추가적인 유리 웹 층은 동일한 두께를 갖는, 기기 단열 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유리 웹 층 및 상기 적어도 하나의 추가적인 유리 웹 층은 16 HT 내지 17 HT 범위의 평균 섬유 직경을 갖는 유리 섬유들에 의해 형성되는, 기기 단열 시스템.
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