KR102580972B1 - 파이프 및 용기용 절연 패드 - Google Patents

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스티븐 앨버트 텍스턴
앤드류 스코트 데이비스
글렌 에릭 헤일리
데이비드 콕스
존 윌리엄 호프만
윌리엄 헨리 스타우치
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오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
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Abstract

절연 패드는 유리 섬유의 무바인더 팩 및 유리 섬유의 무바인더 팩 둘레 엔벨로프를 포함한다. 무바인더 팩이 4.5 ~ 5.5 파운드/입방 피트의 밀도를 가지도록 유리 섬유는 니들링에 의해 기계적으로 엉키게 된다. 절연 패드는 파이프들과 용기들을 절연하는데 사용된다.

Description

파이프 및 용기용 절연 패드{INSULATION PAD FOR PIPES AND VESSELS}
본원은, "Method of Forming a Pack from Fibrous Materials" 라는 명칭으로 2011 년 9 월 30 일에 출원된 가출원 번호 61/541,162 로부터 우선권을 주장하는 "Method of Forming a Pack from Fibrous Materials" 라는 명칭으로 2012 년 10 월 1 일에 출원된 정규 출원 시리얼 번호 13/632,895 의 일부 계속 출원인 "Method of Forming a Web from Fibrous Materials" 라는 명칭으로 2013 년 3 월 15 일에 출원된 정규 출원 시리얼 번호 13/839,350 의 일부 계속 출원인 "Method of Forming a Web from Fibrous Materials" 라는 명칭으로 2014 년 8 월 22 일에 출원된 정규 출원 시리얼 번호 14/465,908 의 일부 계속 출원이다. 본원은, "Building Insulation System" 이라는 명칭으로 2014 년 6 월 13 일에 출원된 US 가출원 번호 62/011,890 의 혜택을 주장한다. 정규 출원 시리얼 번호 14/465,908; 13/839,350 과 13/632,895 및 가출원 번호 61/541,162 및 62/011,890 은 본원에 참고로 전부 원용된다.
섬유성 재료는 웨브들, 팩들, 속솜들 및 블랭킷들을 포함한 다양한 제품들로 형성될 수 있다. 섬유성 재료의 팩들은 건물들과 건물 구성요소들, 기구들 및 항공기에 대한 절연 및 방음의 비제한적인 예들을 비롯한 많은 용도들에 사용될 수 있다. 섬유성 재료의 팩들은 전형적으로 섬유화기들 (fiberizers), 형성 후드들, 오븐들, 트리밍 및 패키징 기계들을 포함하는 프로세스들에 의해 형성된다. 전형적인 프로세스들은 또한 습식 바인더들, 바인더 재생수 (reclaim water) 및 세척수 시스템들의 사용을 포함한다.
본 출원은 절연 패드 및 절연 패드에 사용될 수 있는 여러 가지 다른 절연 재료들을 개시한다. 예시적 일 실시형태에서, 절연 패드는 유리 섬유의 무바인더 팩 및 유리 섬유의 무바인더 팩 둘레 엔벨로프 (envelope) 를 포함한다. 무바인더 팩이 4.5 ~ 5.5 파운드/입방 피트의 밀도를 가지도록 유리 섬유는 니들링 (needling) 에 의해 기계적으로 엉키게 된다. 절연 패드는 파이프들과 용기들을 절연하는데 사용된다.
웨브들, 속솜들, 및 웨브들과 속솜들을 제조하는 방법들의 다른 장점들은, 첨부 도면들을 고려해서 읽을 때 하기 상세한 설명으로부터 본 기술분야의 당업자들에게 분명해질 것이다.
도 1a 는 유리 섬유의 무바인더 적층형 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 1b 는 유리 섬유의 무바인더 엉킨 웨브를 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 1c 는 유리 섬유의 무바인더 적층형 엉킨 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 2a 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 적층형 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 2b 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 무바인더 엉킨 웨브를 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 2c 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 무바인더 적층형 엉킨 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 2d 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 무바인더 적층형 엉킨 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 방법의 예시적 실시형태의 흐름도이다.
도 3a 는 유리 섬유의 무바인더 적층형 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 3b 는 유리 섬유의 무바인더 엉킨 웨브를 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 3c 는 유리 섬유의 무바인더 적층형 엉킨 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 3d 는 유리 섬유의 무바인더 적층형 엉킨 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 3e 는 예시적 축적 배열체의 개략도이다.
도 3f 는 예시적 전환 배열체의 개략도이다.
도 4 는 유리 섬유의 웨브를 형성하기 위한 형성 장치의 개략도이다.
도 5 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 5a 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 5b 는 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 6 은 섬유성 재료들의 팩을 형성하기 위한 프로세스의 개략적 입면도이다.
도 7 은 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하기 위한 프로세스의 개략적 평면도이다.
도 8 은 건식 바인더를 갖는 유리 섬유의 웨브 또는 팩을 형성하기 위한 예시적 장치의 개략도이다.
도 9a 는 도 8 에서 9A-9A 선을 따라서 본 단면도이다.
도 9b 는 도 8 에서 9A-9A 선을 따라서 본 단면도이다.
도 1Oa 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 1Ob 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 1Oc 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 10d 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 10e 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 1Of 는 절연 제품의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 10g 는 절연 속솜 또는 팩의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 1Oh 는 절연 속솜 또는 팩의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 10i 는 절연 속솜 또는 팩의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 11 은 스테이플 섬유들을 제조하기 위한 배열체의 개략도이다.
도 12 는 조리용 레인지의 사시도이다.
도 12a 는 조리용 레인지의 사시도이다.
도 13 은 레인지에서 파이버글라스 절연재의 예시적 실시형태를 도시한 정단면도이다.
도 13a 는 레인지에서 파이버글라스 절연재의 예시적 실시형태를 도시한 정단면도이다.
도 14 는 레인지에서 파이버글라스 절연재의 예시적 실시형태를 도시한 측단면도이다.
도 14a 는 레인지에서 파이버글라스 절연재의 예시적 실시형태를 도시한 측단면도이다.
도 15a 내지 도 15c 는 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 속솜으로부터 압축 몰딩된 파이버글라스 제품을 제조하는 방법의 예시적 실시형태를 도시한다.
도 16a 내지 도 16c 는 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 속솜으로부터 진공 몰딩된 파이버글라스 제품을 제조하는 방법의 예시적 실시형태를 도시한다.
도 17 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 18 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 19 는 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 20 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 21 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 22 는 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 23 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 24 는 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 25 는 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 26 은 엉킴 기기의 예시적 실시형태의 개략도이다.
도 27a 는 절연 팩 및 엔벨로프의 예시적 실시형태의 상면도이다.
도 27b 는 도 27a 에 도시된 절연 팩 및 엔벨로프의 측단면도이다.
도 27c 는 엔벨로프 내 절연 팩을 보여주는 측단면도이다.
도 27d 는 절연 팩 및 엔벨로프로 만들어진 절연 패드를 보여주는 측단면도이다.
본 발명은 이제 발명의 특정 예시적 실시형태들을 간혹 참고하여 설명될 것이다. 하지만, 본 발명은 다른 형태들로 실시될 수도 있고 본원에 제시한 실시형태들에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이 실시형태들은, 이 개시가 철저하고 완전하며, 본 발명의 범위를 본 기술분야의 당업자들에게 충분히 전달하도록 제공된다.
달리 규정되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 발명이 속하는 본 기술분야에 통상의 기술을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 본 발명의 설명에 사용된 용어는 단지 특정 실시형태들을 설명하기 위한 것이고 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 설명과 첨부된 청구항에 사용된 대로, 문맥상 명확히 달리 나타내지 않는 한 단수 표현 ("a", "an", "the") 은 복수 형태를 포함하도록 의도된다.
달리 나타내지 않는 한, 명세서와 청구항에서 사용된 대로 길이, 폭, 높이, 등과 같은 치수 양을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약" 에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 달리 나타내지 않는 한, 명세서와 청구항에서 제시된 수치 특성은 본 발명의 실시형태들에서 획득되도록 추구되는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치들이다. 본 발명의 넓은 범위를 제시하는 수치 범위들과 파라미터들이 근사치들임에도 불구하고, 특정 예들에서 제시된 수치 값들은 가능한 한 정확하게 보고된다. 하지만, 임의의 수치 값들은 각각의 측정에서 발견되는 오차로 인해 필수적으로 발생하는 임의의 오차를 본질적으로 포함한다.
상세한 설명과 도면은 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법을 개시한다. 일반적으로, 개선된 연속 방법들은 섬유화된 재료들에 습식 바인더를 적용하는 전통적인 방법들을 어떠한 바인더 (즉 섬유를 함께 바인딩하는 재료) 도 없이 섬유로 된 속솜 또는 팩을 만드는 새로운 방법들 및/또는 건식 바인더들로 섬유로 된 속솜 또는 팩을 만드는 새로운 방법들을 대체한다.
본원에서 사용된 대로, 용어 "섬유성 재료들" 은 용융된 재료들을 연신하거나 가늘게 하는 것으로 형성된 임의의 재료를 의미하도록 규정된다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "팩" 은 접착제에 의해 그리고/또는 기계적 엉킴에 의해 함께 결합되는 섬유성 재료들에 의해 형성된 임의의 제품을 의미하도록 규정된다.
도 1a 및 도 3a 는 섬유성 재료들로부터 팩 (300; 도 3a) 을 형성하는 연속 프로세스 또는 방법 (100) 의 제 1 예시적 실시형태를 도시한다. 방법 (100) 의 단계들 둘레 대시 선 (101) 은, 보다 상세히 후술되는 것처럼, 방법이 연속 방법인 것을 나타낸다. 방법들 및 팩들은 유리 섬유에 관하여 설명되지만, 방법들 및 팩들은 암석, 슬래그 및 현무암의 비제한적인 예들과 같은 다른 광물 재료들로 형성된 섬유성 제품들의 제조에 또한 적용가능하다.
도 1a 를 참조하면, 유리는 용융 (102) 된다. 예를 들어, 도 3a 는 용융기 (314) 를 개략적으로 도시한다. 용융기 (314) 는 용융된 유리 (312) 를 전로 (316) 에 공급할 수도 있다. 용융기들 및 전로들은 본 기술분야에 공지되어 있고 본원에서 설명되지 않을 것이다. 용융된 유리 (312) 는 원하는 화학 조성을 제공하려는 이러한 비율로 조합된 다양한 원료들로 형성될 수 있다.
도 1a 를 다시 참조하면, 용융된 유리 (312) 는 프로세싱되어서 유리 섬유 (322) 를 형성 (104) 한다. 용융된 유리 (312) 는 섬유 (322) 를 형성하도록 여러 가지 다른 방식으로 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 에 의해 도시된 실시예에서, 용융된 유리 (312) 는 전로 (316) 로부터 하나 이상의 회전 섬유화기들 (318) 로 유동한다. 회전 섬유화기들 (18) 은 용융된 유리 (312) 를 수용하고 추후에 유리 섬유 (322) 의 베일들 (320) 을 형성한다. 아래에서 더 상세히 논의되는 것처럼, 회전 섬유화기들 (318) 에 의해 형성된 유리 섬유 (322) 는 길고 가늘다. 그러므로, 길고 가는 유리 섬유 (322) 를 형성하는데 충분한, 임의의 원하는, 회전식 또는 다른 섬유화기가 사용될 수 있다. 도 3a 에 도시된 실시형태는 하나의 회전 섬유화기 (318) 를 나타내지만, 임의의 원하는 수의 회전 섬유화기들 (318) 이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 예시적 실시형태에서, 섬유 (322) 는 화염 분사 (flame attenuation) 에 의해 형성된다.
길고 가는 섬유는 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수도 있다. 예시적 실시형태에서, 길고 가는 섬유는 약 0.25 인치 ~ 약 10.0 인치 범위의 길이와 약 9 HT ~ 약 35 HT 범위의 직경 치수를 갖는다. HT 는 1 인치의 10 분의 1 을 의미한다. 예시적 실시형태에서, 섬유 (322) 는 약 1.0 인치 ~ 약 5.0 인치 범위의 길이와 약 14 HT ~ 약 25 HT 범위의 직경 치수를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 섬유 (322) 는 약 3 인치의 길이와 약 16 ~ 17 HT 의 평균 직경을 갖는다. 이론에 얽매이지 않으면서, 비교적 길고 가는 섬유를 사용하면 유리하게도 더 짧고 더 두꺼운 섬유를 갖는 유사한 크기의 팩보다, 더 높은 인장 강도 및/또는 더 높은 결합 강도와 같은 더 양호한 강도 특성 뿐만 아니라, 더 양호한 열 및 소리 절연 성능을 갖는 팩을 제공하는 것으로 여겨진다.
섬유가 유리 섬유인 예시적 실시형태들에서, 용어 무바인더는 섬유성 재료, 웨브 및/또는 팩이 단지 99% 또는 100% 유리만, 또는 99% 또는 100% 유리 뿐만 아니라 불활성 내용물을 포함하는 것을 의미한다. 불활성 내용물은 유리 섬유를 함께 바인딩하지 않는 임의의 재료이다. 예를 들어, 본원에서 설명한 예시적 무바인더 실시형태들에서, 유리 섬유가 형성된 후 유리 섬유 (322) 는 윤활제로 선택적으로 코팅되거나 부분적으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유 (322) 는 유리 섬유를 함께 바인딩하지 않는 임의의 윤활 재료로 코팅될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 윤활제는 실록산, 디메틸 실록산 및/또는 실란과 같은 실리콘 화합물일 수 있다. 윤활제는 또한 오일 또는 오일 유화액과 같은 다른 재료들 또는 재료들의 조합물들일 수 있다. 오일 또는 오일 유화액은 광물 오일 또는 광물 오일 유화액 및/또는 식물성 오일 또는 식물성 오일 유화액일 수도 있다.
유리 섬유는 매우 다양한 다른 방식으로 윤활제로 코팅되거나 부분적으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 윤활제는 유리 섬유 (322) 에 분무될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 유리 섬유 (322) 가 제조 프로세스를 거치며 다른 유리 섬유 뿐만 아니라 다양한 장치와 접촉할 때 유리 섬유 (322) 의 손상을 방지하도록 윤활제가 구성된다. 윤활제는 또한 제조 프로세스에서 분진을 감소시키는데 유용할 수 있다. 선택적 윤활제의 적용은 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기에 의해 정확하게 제어될 수 있다.
도 1a 를 참조하면, 섬유를 함께 바인딩하는 바인더 또는 다른 재료 없이 섬유의 웨브 (321) 가 형성 (106) 된다. 웨브 (321) 는 매우 다양한 다른 방식으로 형성될 수 있다. 도 3a 에 도시된 실시예에서, 유리 섬유 (322) 는 선택적 게더링 부재 (324) 에 의해 게더링된다. 게더링 부재 (324) 는 유리 섬유 (322) 를 수용하도록 형상과 크기가 정해진다. 게더링 부재 (324) 는, 웨브 (321) 를 형성하는, 예를 들어 형성 장치 (332) 와 같은 하류 프로세싱 스테이션들로 이송하기 위해 유리 섬유 (322) 를 덕트 (330) 로 전환하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 유리 섬유 (322) 는 웨브를 형성하도록 운반 메커니즘 (미도시) 에 게더링될 수 있다.
형성 장치 (332) 는 원하는 두께를 갖는 섬유성 재료의 연속 건조 웨브 (321) 를 형성하도록 구성될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 본원에 개시된 건조 웨브들 (321) 은 약 0.25 인치 ~ 약 4 인치 두께 범위의 두께와 약 0.2 lb/ft3 ~ 약 0.6 lb/ft3 범위의 밀도를 가질 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 본원에 개시된 건조 웨브들 (321) 은 약 1 인치 ~ 약 3 인치 두께 범위의 두께와 약 0.3 lb/ft3 ~ 약 0.5 lb/ft3 범위의 밀도를 가질 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 본원에 개시된 건조 웨브들 (321) 은 약 1.5 인치의 두께와 약 0.4 lb/ft3 의 밀도를 가질 수 있다. 형성 장치 (332) 는 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 유리 섬유의 건조 웨브 (321) 를 형성하기 위한 임의의 배열체가 사용될 수 있다.
예시적 일 실시형태에서, 형성 장치 (332) 는 형성 표면들과 더 높거나 더 낮은 압력의 영역들을 갖는 회전 드럼을 포함한다. 도 4 를 참조하면, 섬유 (322) 가 수집되는 형성 표면 (462) 측 (460) 에서 압력 (P1) 은 대향 측 (464) 에서 압력 (P2) 보다 더 높다. 이런 압력 강하 (ΔΡ) 는 섬유 (322) 를 형성 표면 (462) 에 수집시켜서 건조 웨브 (321) 를 형성한다. 예시적 일 실시형태에서, 형성 표면 (462) 을 가로지르는 압력 강하 (ΔΡ) 는 낮은 압력이 되도록 그리고 낮은 면적 중량 웨브를 생성하도록 제어된다. 예를 들어, 압력 강하 (ΔΡ) 는 약 0.5 인치의 물과 30 인치의 물로부터일 수 있다. 이런 낮은 압력 강하 (ΔΡ) 를 유발하는 형성된 웨브를 통하여 이동하는 공기의 속력 (V) 은 최대 1,000 피트/분일 수 있다.
낮은 면적 중량 웨브 (321) 는 약 5 ~ 약 50 그램/평방 피트의 면적 중량을 갖는다. 낮은 면적 중량 웨브는 위에서 언급한 밀도 범위와 두께 범위를 가질 수도 있다. 낮은 면적 중량 웨브는 약 0.25 인치 ~ 약 4 인치 두께, 약 1 인치 ~ 약 3 인치 두께, 또는 약 1.5 인치 범위의 두께를 가질 수도 있다. 낮은 면적 중량 웨브는 약 0.2 lb/ft3 ~ 약 0.6 lb/ft3, 약 0.3 lb/ft3 ~ 약 0.5 lb/ft3 또는 약 0.4 lb/ft3 범위의 밀도를 가질 수도 있다. 도 3a 를 참조하면, 건조 웨브 (321) 는 형성 장치 (332) 에서 나간다. 예시적 일 실시형태에서, 낮은 면적 중량 웨브 (321) 는 Sigma (일 표준 편차)/Mean (평균) x 100% = 0 ~ 40% 사이인 측정된 면적 중량 분포 변동 계수를 갖는다. 예시적 실시형태들에서, 중량 분포 변동 계수는 30% 미만, 20% 미만 또는 10% 미만이다. 예시적 일 실시형태에서, 중량 분포 변동 계수는 25% ~ 30% 사이, 예로 약 28% 이다. 예시적 일 실시형태에서, 중량 분포 변동 계수는 약 28% 이다. 중량 분포 변동 계수는 라이트 테이블로 예를 들어, 2" x 2" 인 다수의 작은 샘플 면적 크기, 큰 샘플, 예를 들어 6ft x 10 ft 샘플의 면적 크기를 측정함으로써 획득된다.
예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는 섬유를 웨브의 다른 방향들보다는 웨브의 일 방향으로 정렬하도록 조작된다. 이런 정렬은 매우 다양한 다른 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 섬유 (322) 는, 그것이 형성 장치 (332) 에 의해 웨브 (321) 로 형성되기 전 또는 형성될 때 신장될 수 있다. 섬유 (322) 는 또한, 웨브 (321) 가 형성 장치에 의해 형성된 후 웨브 (321) 를 신장함으로써 정렬될 수 있다. 섬유 (322) 는 또한 섬유를 회전 드럼 (462; 도 8 참조) 에 얇은 층으로 적용하고 그리고/또는 회전 드럼의 속도를 제어함으로써 (전형적으로 증가시킴으로써) 정렬될 수 있다. 섬유 (322) 는 또한 웨브 (321) 를 압축, 번치 (bunching) 또는 아코디언화 (acordianing) 함으로써 정렬될 수 있다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브들은 본 발명의 임의의 실시형태들에서 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유의 정렬은 웨브 (321), 웨브 (321) 로 만들어진 적층형 웨브들 (350), 및 웨브들 (321) 또는 적층형 웨브들 (350) 로 만들어진 임의의 제품의 강도를 증가시킨다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브 (321) 는 본원에서 설명한 대로 엉킬 수도 있고 또는 엉키지 않을 수도 있다. 바인더는 본원에 설명한 바와 같은 정렬된 섬유 또는 웨브 (321) 에 적용될 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는 웨브의 폭 방향보다 더 많이 그리고 웨브의 두께 방향보다 더 많이 웨브의 이동 방향 (390; 도 3a 참조) 으로 섬유를 정렬하도록 조작된다. 이런 정렬은 매우 다양한 다른 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 섬유가 형성 장치 (332) 에 의해 웨브 (321) 로 형성되기 전 또는 형성될 때 섬유 (322) 는 신장될 수 있다. 웨브 (321) 가 형성 장치에 의해 형성된 후 이동 방향 (390) 으로 웨브 (321) 를 신장함으로써 섬유 (322) 는 또한 정렬될 수 있다. 적층형 웨브 (350) 의 섬유는 또한 적층형 웨브 (350) 를 신장함으로써, 예를 들어 교차 래핑 (cross-lapping) 메커니즘에 의해 정렬될 수 있다. 섬유 (322) 는 또한 섬유를 회전 드럼 (462; 도 8 참조) 에 얇은 층으로 적용하고 그리고/또는 회전 드럼의 속도를 제어함으로써 (전형적으로 증가시킴으로써) 정렬될 수 있다. 예를 들어, 드럼에 수집되는 정렬된 섬유의 더 얇은 웨브의 두께는 2 인치 미만, 예로 0.0625 인치 ~ 2 인치 사이, 예로 0.125 인치 ~ 1.5 인치 사이, 예로 0.187 인치 ~ 1.25 인치 사이, 예로 0.25 인치 ~ 1 인치 사이, 예로 0.25 인치 ~ 0.5 인치 사이, 예로 약 0.25 인치일 수 있다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브들은 본 발명의 임의의 실시형태들에서 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유의 정렬은 웨브 (321), 웨브 (321) 로 만들어진 적층형 웨브들 (350), 및 웨브들 (321) 또는 적층형 웨브들 (350) 로 만들어진 임의의 제품의 인장 강도를 증가시키고, 두께를 감소시키고, 그리고/또는 면적 중량을 감소시킨다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브 (321) 는 본원에서 설명한 대로 엉킬 수도 있고 또는 엉키지 않을 수도 있다. 바인더는 본원에 설명한 바와 같은 정렬된 섬유 또는 웨브 (321) 에 적용될 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는 이동 방향 (390) 보다 더 많이 그리고 웨브의 두께 방향보다 더 많이 웨브의 폭 방향으로 섬유를 정렬하도록 조작된다. 이런 정렬은 매우 다양한 다른 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 섬유가 형성 장치 (332) 에 의해 웨브 (321) 로 형성되기 전 또는 형성될 때 섬유 (322) 는 신장될 수 있다. 웨브 (321) 가 형성 장치에 의해 형성된 후 웨브의 폭 방향으로 웨브 (321) 를 신장함으로써 섬유 (322) 는 또한 정렬될 수 있다. 예를 들어 기계 방향 (390) 에 90 도로 웨브 (321) 를 교차 래핑하는 교차 래핑 메커니즘에 의해, 웨브가 래핑되어서 적층형 웨브의 폭을 규정하기 전, 웨브 (321) 를 이동 방향 (390) 으로 신장함으로써 섬유는 또한 적층형 웨브 (350) 의 폭과 정렬될 수 있다. 예를 들어 교차 래핑 메커니즘에 의해, 웨브 (321) 가 적층된 후 적층형 웨브의 폭 방향으로 적층형 웨브 (350) 를 신장함으로써 섬유는 또한 정렬될 수 있다. 섬유 (322) 는 또한 섬유를 회전 드럼 (462; 도 8 참조) 에 얇은 층으로 적용하고 그리고/또는 회전 드럼의 속도를 제어함으로써 (전형적으로 증가시킴으로써) 웨브 (321) 의 폭 또는 적층형 웨브의 폭 방향으로 정렬될 수 있다. 웨브들 및 웨브의 폭 방향으로 정렬된 섬유를 갖는 적층형 웨브들이 본 발명의 임의의 실시형태들에서 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유의 정렬은 웨브 (321), 웨브 (321) 로 만들어진 적층형 웨브들 (350), 및 웨브들 (321) 또는 적층형 웨브들 (350) 로 만들어진 임의의 제품의 인장 강도를 증가시키고, 두께를 감소시키고, 그리고/또는 면적 중량을 감소시킨다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브 (321) 는 본원에서 설명한 대로 엉킬 수도 있고 또는 엉키지 않을 수도 있다. 바인더는 본원에 설명한 바와 같은 정렬된 섬유 또는 웨브 (321) 에 적용될 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는 이동 방향 (390) 보다 더 많이 그리고 웨브의 폭 방향보다 더 많이 웨브의 두께 방향으로 섬유를 정렬하도록 조작된다. 이런 정렬은 매우 다양한 다른 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 웨브 (321) 가 형성 장치에 의해 형성된 후 웨브의 이동 방향 (390) 으로 웨브 (321) 를 번치, 압축 또는 아코디언화함으로써 섬유 (322) 가 정렬될 수 있다. 웨브가 예를 들어 교차 래핑 메커니즘에 의해 래핑되기 전 이동 방향 (390) 으로 웨브 (321) 를 번치, 압축 또는 아코디언화한 적층형 웨브 (350) 의 두께와 섬유가 또한 정렬될 수 있다. 웨브 (321) 가 적층된 후 적층형 웨브의 폭 방향으로 그리고/또는 이동 방향 (390) 으로 적층형 웨브 (350) 를 번치, 압축 또는 아코디언화함으로써 섬유가 또한 정렬될 수 있다. 웨브들 및 웨브의 폭 방향으로 정렬된 섬유를 갖는 적층형 웨브들은 본 발명의 임의의 실시형태들에서 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유의 정렬은 웨브 (321), 웨브 (321) 로 만들어진 적층형 웨브들 (350), 및 웨브들 (321) 또는 적층형 웨브들 (350) 로 만들어진 임의의 제품들의 압축 강도를 증가시키고, 두께를 증가시키고, 그리고/또는 면적 중량을 증가시킨다. 정렬된 섬유를 갖는 웨브 (321) 는 본원에서 설명한 대로 엉킬 수도 있고 또는 엉키지 않을 수도 있다. 바인더는 본원에 설명한 바와 같은 정렬된 섬유 또는 웨브 (321) 에 적용될 수도 있다.
도 1a 에 의해 도시된 실시예에서, 웨브 (321) 또는 다수의 웨브들이 적층 (108) 된다. 예를 들어, 단일 웨브 (321) 는 적층형 웨브 (350) 를 형성하도록 기계 방향으로 래핑되거나 기계 방향에 90 도로 교차 래핑될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 웨브는 부분들로 절단될 수도 있고 그 부분들은 적층형 웨브를 형성하도록 서로 위에 쌓인다. 또 다른 예시적 실시형태에서, 2 개 이상의 웨브들이 병렬로 연속 생산되도록 하나 이상의 이중 섬유화기들 (318) 및 형성 장치 (332) 가 구현될 수 있다. 병렬 웨브들은 그런 다음 서로 위에 쌓여서 적층형 웨브를 형성한다.
예시적 일 실시형태에서, 적층 메커니즘 (332) 은 컨베이어 (336) 와 공동으로 작용하는 래핑 메커니즘 또는 교차 래핑 메커니즘이다. 컨베이어 (336) 는 화살표 (D1) 로 나타낸 바와 같은 기계 방향으로 이동하도록 구성된다. 래핑 또는 교차 래핑 메커니즘은, 제 1 컨베이어가 기계 방향 (Dl) 으로 이동할 때 연속 웨브 (321) 를 수용하고 제 1 컨베이어 (336) 에 연속 웨브의 교번 층들을 피착하도록 구성된다. 피착 (deposition) 프로세스에서, 래핑 메커니즘 (334) 은 화살표 (Dl) 로 나타낸 바와 같은 기계 방향으로 교번 층들을 형성하거나 교차 래핑 메커니즘 (334) 은 교차 기계 방향으로 교번 층들을 형성할 것이다. 부가적 웨브들 (321) 은 층들의 수와 처리 용량을 증가시키도록 부가적 래핑 또는 교차 래핑 메커니즘들에 의해 형성되고 래핑 또는 교차 래핑될 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘은 연속 웨브 (321) 의 운동을 정확하게 제어하고 연속 웨브가 손상되지 않도록 컨베이어 (336) 상에 연속 웨브를 피착하도록 구성된다. 교차 래핑 메커니즘은 임의의 원하는 구조를 포함할 수 있고 임의의 원하는 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘은 기계 방향 (Dl) 에 90 도로 전후로 움직이도록 구성된 헤드 (미도시) 를 포함한다. 이 실시형태에서, 두 교차 기계 방향으로 헤드의 운동은 실질적으로 동일하여서, 섬유성 보디의 결과적으로 생성된 층들의 균일성을 제공하도록 이동 헤드의 속도가 조정된다. 예시적 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘은 컨베이어 (336) 의 중심선에 대해 중심에 놓이도록 구성된 수직 컨베이어들 (미도시) 을 포함한다. 수직 컨베이어들은 또한 컨베이어 (336) 에 연속 웨브를 피착하도록 컨베이어 (336) 위에서 피봇 메커니즘으로부터 스윙하도록 구성된다. 교차 래핑 메커니즘들의 다수의 예들을 위에서 설명하였지만, 교차 래핑 메커니즘은 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있음을 이해해야 한다.
적층형 웨브 (350) 는 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 적층형 웨브의 두께는 여러 변수들의 함수이다. 첫째, 적층형 웨브 (350) 의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웨브 (321) 의 두께의 함수이다. 둘째, 적층형 웨브 (350) 의 두께는, 적층 메커니즘 (334) 이 컨베이어 (336) 상에 연속 웨브 (321) 의 층들을 피착하는 속도의 함수이다. 셋째, 적층형 웨브 (334) 의 두께는 컨베이어 (336) 의 속도의 함수이다. 도시된 실시형태에서, 적층형 웨브 (350) 는 약 0.1 인치 ~ 약 20.0 인치 범위의 두께를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘 (334) 은 1 개의 층 ~ 60 개의 층들을 가지는 적층형 웨브 (350) 를 형성할 수도 있다. 선택적으로, 교차 래핑 메커니즘들은 조절가능할 수 있어서, 교차 래핑 메커니즘들 (334) 이 임의의 원하는 폭을 가지는 팩을 형성할 수 있도록 허용한다. 특정 실시형태들에서, 팩은 약 98.0 인치 ~ 약 236.0 인치 범위의 일반적인 폭을 가질 수 있다.
예시적 일 실시형태에서, 적층형 웨브 (350) 는 도 1a 에서 대시 선 박스 (101) 에 의해 나타낸 연속 프로세스로 제조된다. 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 직접 형성 장치 (332) 로 보낸다 (즉, 섬유는 수집되지 않고 패킹된 후 원격 형성 장치에서 사용하기 위해 풀린다). 웨브 (321) 는 직접 적층 기기 (352) 에 제공된다 (즉, 웨브는 형성되지 않고 롤링된 후 원격 적층 기기 (352) 에서 사용하기 위해 펼쳐진다). 연속 프로세스의 예시적 실시형태에서, 각각의 프로세스들 (도 1a 에서 형성 및 적층) 은 섬유화 프로세스에 연결되어서, 섬유화기로부터의 섬유는 나중에 사용하기 위해 저장되지 않으면서 다른 프로세스들에 의해 사용된다. 연속 프로세스의 다른 예시적 실시형태에서, 섬유화기(들) (318) 는 형성 장치 (332) 및 적층 기기 (352) 에 의해 필요한 것보다 더 많은 처리량을 가질 수도 있다. 이와 같이, 섬유는 프로세스가 연속적이도록 섬유화기 (318) 에 의해 형성 장치 (332) 로 연속적으로 공급될 필요가 없다. 예를 들어, 섬유화기 (318) 는 연속 프로세스로 동일한 공장의 형성 장치 (332) 에 축적되어 제공되는 섬유의 배치들 (batches) 을 제조할 수 있지만, 섬유는 연속 프로세스에서 압축, 수송 및 재개섬되지 않는다. 연속 프로세스의 다른 예로서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 대안적으로 형성 장치 (332) 로 그리고 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 전환될 수 있다. 연속 프로세스의 다른 예에서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유 일부는 연속적으로 형성 장치 (332) 로 안내되고 섬유의 나머지는 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 안내된다.
도 3e 는 도 3a 내지 도 3d 에 의해 도시된 임의의 실시예들에서 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (390) 에 의해 수집될 수 있는 것을 도시한다. 화살표 (392) 는, 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (390) 에 의해 제어된 방식으로 형성 장치 (332) 에 제공되는 것을 나타낸다. 섬유 (322) 는 섬유를 냉각시킬 수 있도록 형성 장치 (332) 에 제공되기 전 미리 정해진 기간 동안 어큐뮬레이터 (390) 에 체류할 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (390) 에 제공되는 것과 동일한 비율로 섬유 (322) 는 어큐뮬레이터 (390) 에 의해 형성 장치 (332) 로 제공된다. 이와 같이, 이 예시적 실시형태에서, 섬유가 어큐뮬레이터에서 체류하여 냉각되는 시간은 어큐뮬레이터에서 섬유 (322) 의 양에 의해 결정된다. 이 실시예에서, 체류 시간은, 섬유가 어큐뮬레이터에 의해 형성 장치 (332) 로 제공되는 비율로 나누어진 어큐뮬레이터에서 섬유의 양이다. 다른 예시적 실시형태에서, 어큐뮬레이터 (390) 는 선택적으로 섬유의 디스펜싱을 시작하고 종료할 수 있고 그리고/또는 섬유가 디스펜싱되는 비율을 조절할 수 있다.
도 3f 는, 섬유 (322) 가 도 3a 내지 도 3d 에 의해 도시된 임의의 실시예들에서 전환 메커니즘 (398) 에 의해 형성 스테이션 (332) 과 제 2 형성 스테이션 (332') 사이에서 선택적으로 젼환될 수 있는 것을 도시한다. 예시적 일 실시형태에서, 도 3a 내지 도 3d 에 의해 도시된 실시형태들은 어큐뮬레이터 (390) 와 전환 메커니즘 (398) 모두 가질 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 는 비교적 두껍고 낮은 면적 중량을 가지지만, 그러나 연속 프로세스는 높은 처리량을 가지고 섬유화기에 의해 제조된 모든 섬유는 웨브를 만드는데 사용된다. 예를 들어, 웨브 (321) 의 단일 층은 약 5 ~ 약 50 그램/평방 피트의 면적 중량을 가질 수도 있다. 낮은 면적 중량 웨브는 위에서 언급한 밀도 및 두께 범위들을 가질 수도 있다. 고출력 연속 프로세스는 약 750 lbs/hr ~ 1500 lbs/hr 사이, 예로 적어도 900 lbs/hr 또는 적어도 1250 lbs/hr 을 생산할 수도 있다. 적층형 웨브 (350) 는 매우 다양한 다른 용도로 사용될 수 있다.
도 1b 및 도 3b 는 바인더를 사용하지 않으면서 섬유성 재료들로부터 팩 (300; 도 3b 참조) 을 형성하는 방법 (150) 의 제 2 예시적 실시형태를 도시한다. 방법 (150) 의 단계들 둘레 대시 선 (151) 은, 이 방법이 연속 방법임을 나타낸다. 도 1b 를 참조하면, 유리는 용융 (102) 된다. 유리는 도 3a 를 참고로 전술한 대로 용융될 수도 있다. 용융된 유리 (312) 는 프로세싱되어서 유리 섬유 (322) 를 형성 (104) 한다. 용융된 유리 (312) 는 섬유 (322) 를 형성하도록 도 3a 를 참고로 전술한 대로 프로세싱될 수 있다. 섬유를 함께 바인딩하는 바인더 또는 다른 재료 없이 섬유의 웨브 (321) 가 형성 (106) 된다. 웨브 (321) 는 도 3a 를 참고로 전술한 대로 형성될 수 있다.
도 1b 를 참고하면, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는 엉킨 웨브 (352) 를 형성하도록 기계적으로 엉킨다 (202) (도 3b 참조). 도 3b 를 참조하면, 웨브 (321) 의 섬유는, 니들링 기기와 같은, 엉킴 메커니즘 (345) 에 의해 기계적으로 엉킬 수 있다. 엉킴 메커니즘 (345) 은 웨브 (321) 의 개별 섬유 (322) 를 엉키게 하도록 구성된다. 유리 섬유 (322) 를 엉키게 하면 웨브의 섬유를 함께 묶는다. 엉킴은, 예를 들어, 인장 강도 및 전단 강도와 같은 웨브의 기계적 특성이 개선될 수 있도록 한다. 도시된 실시형태에서, 엉킴 메커니즘 (345) 은 니들링 메커니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메커니즘 (345) 은, 스티칭 메커니즘들의 비제한적인 예를 포함해, 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들을 포함할 수 있다.
도 17 내지 도 24 를 참조하면, 엉킴 기기 (345) 는 매우 다양한 다른 구성들을 취할 수 있다. 도 17 내지 도 24 는 기존의 엉킴 기기들의 일부 예들을 도시한다. 도 17 은 회전 택커 (1702) 를 도시한다. 도 18 은 하향 작동 바늘 직기 (1802) 를 도시한다. 도 19 는 상향 작동 바늘 직기 (1902) 를 도시한다. 도 20 은 더블 하향 작동 바늘 직기 (2002) 를 도시한다. 도 21 은 더블 상향 작동 바늘 직기 (2102) 를 도시한다. 도 22 는 단일 상향 작동 및 단일 하향 작동 바늘 직기 (2202) 를 도시한다. 도 23 은 더블 상향 작동 및 더블 하향 작동 바늘 직기 (2302) 를 도시한다. 도 24 는 타원형 바늘 직기를 도시한다. 타원형 바늘 직기는 도 18 내지 도 23 에 의해 도시된 임의의 구성을 가질 수도 있지만, 타원형 또는 다른 직선 운동을 갖는다.
예시적 일 실시형태에서, 엉킴 기기 (345) 는 1 개 초과의 엉킴 유닛 또는 직기를 포함한다. 다수의 엉킴 유닛들 또는 직기들은 동일할 수 있고 또는 다른 구성들을 가질 수 있다. 임의의 수의 엉킴 유닛들 또는 직기들이 포함될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 엉킴 기기 (345) 는 임의의 횟수와 임의의 순서로 상단으로부터 그리고/또는 바닥으로부터 웨브 (321) 및/또는 적층형 웨브 (350) 를 엉키게 하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 엉킴 기기 (345) 는 임의의 순서로 도 17 내지 도 24 에 의해 도시된 엉킴 기기들 중 임의의 2 개 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일부 예시적 실시형태들에서, 엉킴 기기는 웨브의 타측보다 웨브 (321) 의 일측에서 섬유의 더 많은 엉킴을 제공하고, 웨브의 다른 면적들에서, 예로 웨브 (321) 의 다른 깊이들 및/또는 웨브의 다른 측들에서, 다른 유형들의 엉킴을 제공한다. 예시적 일 실시형태에서, 웨브 (321) 의 섬유 (322) 는, 웨브의 폭 방향보다 더 많이 그리고 웨브의 두께 방향보다 더 많이 웨브의 이동 방향 (390) 으로 섬유 또는 웨브 (321) 의 섬유 부분들을 정렬하도록 엉킴 기기에 의해 선택적으로 조작된다.
도 25 에 의해 도시된 예시적 실시형태에서, 엉킴 기기 (345) 는 2 개의 니들링 직기들을 포함한다. 2 개의 니들링 직기들은 도시된 대로 "더블 다운" 구성 (2002) 으로 될 수 있고, 두 직기들은 웨브 (321) 를 가압할 수 있고 (도 21 참조), 또는 하나의 직기가 위에서부터 웨브 (321) 에 작용하면서 다른 직기는 아래에서부터 웨브에 작용할 수 있다 (도 22 참조). 도 25 를 참조하면, 도시된 실시형태에서, 웨브 (321) 가 엉킴 메커니즘 (345) 으로 들어가고 더 얇은 엉킨 웨브 (352) 로서 엉킴 메커니즘 (345) 에서 나간다.
도 26 에 의해 도시된 예시적 실시형태에서, 엉킴 기기 (345) 는 2 가지 다른 유형들의 엉킴 유닛들을 포함한다. 다른 엉킴 유닛들은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다 (예를 들어, 도 17 내지 도 24 참조). 예를 들어, 제 1 엉킴 유닛은 회전 택커 (1702) 또는 웨브의 상단 및 웨브의 바닥 양자에서 웨브 (321) 에 작용하는 다른 엉킴 기기일 수 있다. 제 2 엉킴 유닛은 바늘 직기 (1802) 또는 웨브 (321) 의 일측에 작용하는 다른 엉킴 기기일 수 있다. 도시된 엉킴 유닛은 상단으로부터 웨브에 작용하지만, 바닥으로부터 웨브에 작용하도록 구성될 수 있다. 엉킴 유닛들 (1702, 1802) 의 순서가 반전될 수 있어서, 웨브의 일측에만 작용하는 엉킴 유닛 (1802) 이 웨브의 양측에 작용하는 엉킴 유닛 (1702) 의 상류에 있게 된다. 도 26 을 참조하면, 도시된 실시형태에서, 웨브 (321) 는 엉킴 유닛으로 들어가고 중간 두께 웨브 (2610) 로 엉키게 된다. 중간 두께 웨브 (2610) 는 제 2 엉킴 유닛에 의해 추가로 엉켜서 더 얇은 엉킨 웨브 (352.0) 를 형성한다.
예시적 일 실시형태에서, 엉킴 기기들은 화살표 (1750) 로 나타낸 방향으로 웨브 (321) 의 전진과 동기화되어 또는 실질적으로 동기화되어 전진하도록 구성된다. 예를 들어, 엉킴 유닛들은 웨브 (321) 와 맞물리면서 화살표 (390) 의 방향으로 전진한 후 웨브로부터 이격될 때 원 위치 또는 홈 (home) 위치로 복귀할 수 있다. 회전 택커들 (1702) 및/또는 타원형 직기들 (2402) 의 회전 속도는 웨브 (321) 의 속도와 엉킴 기기의 동기화 또는 실질적 동기화를 제공하도록 웨브 (321) 의 속도를 기반으로 선택될 수 있다.
본 출원의 모든 실시형태들과 같이, 도 17 및 도 18 의 실시형태들의 기계적 엉킴 전 웨브 (321) 가 적층될 수 있다. 도 18 의 실시형태에서, 웨브 (321) 는 엉킴 유닛 (1802) 과 엉킴 유닛 (1804) 양자 앞에 그리고/또는 엉킴 유닛들 (1802, 1804) 사이에서 적층될 수 있다.
엉킨 웨브 (352) 는 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 엉킨 웨브의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웨브 (321) 의 두께 및 엉킴 메커니즘 (345) 에 의한 연속 웨브 (321) 의 압축량의 함수이다. 예시적 실시형태에서, 엉킨 웨브 (352) 는 약 0.1 인치 ~ 약 2.0 인치 범위의 두께를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 엉킨 웨브 (352) 는 약 0.5 인치 ~ 약 1.75 인치 범위의 두께를 갖는다. 예를 들어, 예시적 일 실시형태에서, 엉킨 웨브의 두께는 약 ½" 이다.
예시적 일 실시형태에서, 엉킨 웨브 (352) 는 연속 프로세스 (151) 로 제조된다. 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 직접 형성 장치 (332) 로 보낸다 (즉, 섬유는 수집되지 않고 패킹된 후 원격 형성 장치에서 사용하기 위해 풀린다). 웨브 (321) 는 직접 엉킴 기기 (345) 에 제공된다 (즉, 웨브는 형성되지 않고 롤링된 후 원격 엉킴 기기 (345) 에서 사용하기 위해 펼쳐진다). 엉킨 웨브 (352) 는 매우 다양한 다른 용도들에 사용될 수 있다. 연속 프로세스의 예시적 실시형태에서, 각각의 프로세스들 (도 1b 에서 형성 및 엉킴) 은 섬유화 프로세스에 연결되어서, 섬유화기로부터의 섬유는 나중에 사용하기 위해 저장되지 않으면서 다른 프로세스들에 의해 사용된다. 연속 프로세스의 다른 예시적 실시형태에서, 섬유화기(들) (318) 는 형성 장치 (332) 및/또는 엉킴 기기 (345) 에 의해 필요한 것보다 더 많은 처리량을 가질 수도 있다. 이와 같이, 섬유는 프로세스가 연속적이도록 섬유화기 (318) 에 의해 형성 장치 (332) 로 연속적으로 공급될 필요가 없다. 예를 들어, 섬유화기 (318) 는 연속 프로세스로 동일한 공장의 형성 장치 (332) 에 축적되어 제공되는 섬유의 배치들을 제조할 수 있지만, 섬유는 연속 프로세스에서 압축, 수송 및 재개섬되지 않는다. 연속 프로세스의 다른 예로서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 대안적으로 형성 장치 (332) 로 그리고 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 전환될 수 있다. 연속 프로세스의 다른 예에서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유 일부는 연속적으로 형성 장치 (332) 로 안내되고 섬유의 나머지는 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 안내된다.
도 3d 는 단일층 고밀도 팩 (300) 을 형성하기 위해 도 3b 에 의해 도시된 실시형태와 유사한 장치의 예시적 실시형태를 도시한다. 예를 들어, 도 3d 에 도시된 실시형태는 도 3b 에 도시된 실시형태에 의해 제조된 가장 조밀한 팩보다 더 조밀한 팩들 (300) 을 제조할 수 있다. 압축 메커니즘 (375) 이 형성 스테이션 (332) 과 엉킴 메커니즘 (345) 사이에 제공되고 그리고/또는 엉킴 메커니즘 (345) 이 압축 메커니즘을 포함한다는 점을 제외하고는, 도 3d 의 장치는 도 3b 의 실시형태에 대응한다. 웨브가 엉킴 메커니즘 (345) 에 제공되고 그리고/또는 웨브 (321) 가 압축 메커니즘의 입구에서 압축되기 전 압축 메커니즘 (375) 은 화살표들 (377) 에 의해 나타낸 대로 웨브 (321) 를 압축한다. 형성된 엉킨 웨브 (352) 는 높은 밀도를 갖는다. 압축 메커니즘은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 압축 메커니즘들 (345) 의 예들은 롤러들, 벨트들, 회전 택커들, 부가적 니들링 메커니즘들, 부압이 엉킨 웨브 (352) 에 대향한 벨트 측에 인가된 천공성 벨트(들) (도 4 에 도시된 유사한 실시예 참조), 열거된 압축 메커니즘들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 메커니즘, 열거된 압축 메커니즘들의 임의의 특성부들의 임의의 조합을 포함한 임의의 메커니즘 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 웨브를 압축하기 위한 임의의 배열체가 사용될 수 있다. 엉킴 메커니즘 (345) 이 압축 메커니즘을 포함할 때, 압축 메커니즘 (375) 은 도 3d 에 도시된 단일층 고밀도 팩 (300) 실시형태에서 생략될 수 있다. 압축 메커니즘 (375) 및/또는 엉킴 메커니즘 (345) 에 의해 수행된 압축은 압축 및/또는 니들링의 임의의 조합일 수 있고, 이것은 섬유를 엉키게 하는 것 이외에 팩을 압축한다. 고밀도 팩을 제조하기 위한 압축 및 니들링 시퀀스들의 예들은 롤러들을 이용한 압축과 그 후 니들링, 니들링 2 회, 롤러들을 이용한 압축과 그 후 니들링 2 회, 니들링 3 회, 선-니들링 (pre-needling) - 상단으로부터 니들링 - 바닥으로부터 니들링, 선-니들링 - 바닥으로부터 니들링 - 상단으로부터 니들링, 롤러들을 이용한 압축 - 바닥으로부터 니들링 - 바닥으로부터 니들링, 및 롤러들을 이용한 압축 - 바닥으로부터 니들링 - 상단으로부터 니들링을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
도 3d 의 고밀도 엉킨 웨브 (352) 는 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 엉킨 웨브의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웨브 (321) 의 두께 및 압축 메커니즘 (375) 과 엉킴 메커니즘 (345) 에 의한 연속 웨브 (321) 의 압축량의 함수이다. 예시적 실시형태에서, 도 3d 의 고밀도 엉킨 웨브 (352) 는 약 0.1 인치 ~ 약 5 인치 범위의 두께를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 고밀도 엉킨 웨브 (352) 는 약 0.250 인치 ~ 약 3.0 인치 범위의 두께를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 고밀도 엉킨 웨브는 0.4 lb/ft3 ~ 약 12 lb/ft3 범위의 밀도를 갖는다. 예시적 일 실시형태에서, 도 3d 의 고밀도 엉킨 웨브 (352) 는 도 3b 를 참고하여 설명된 프로세스와 유사하게 연속 프로세스로 제조된다.
도 1c 및 도 3c 는 바인더를 사용하지 않으면서 섬유성 재료들로부터 팩 (370) 을 형성하는 방법 (170) 의 다른 예시적 실시형태를 도시한다 (도 3c 참조). 도 1c 를 참조하면, 유리가 용융 (102) 된다. 방법 (170) 의 단계들 둘레 대시 선 (171) 은 방법이 연속 방법임을 나타낸다. 유리는 도 3a 에 대해 전술한 대로 용융될 수도 있다. 다시 도 1c 를 참조하면, 용융된 유리 (312) 가 프로세싱되어서 유리 섬유 (322) 를 형성 (104) 한다. 용융된 유리 (312) 는 도 3a 를 참조하여 전술한 대로 프로세싱되어서 섬유 (322) 를 형성할 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 바인더 또는 섬유를 함께 바인딩하는 다른 재료 없이 섬유의 웨브 (321) 가 형성 (106) 된다. 웨브 (321) 는 도 3a 에 대해 전술한 대로 형성될 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 웨브 (321) 또는 다수의 웨브들이 적층 (108) 된다. 웨브 (321) 또는 다수의 웨브들이 도 3a 에 대해 전술한 대로 적층될 수 있다. 도 1c 를 참조하면, 적층형 웨브들 (350) 의 섬유 (322) 는 기계적으로 엉키어서 (302) 적층형 웨브들의 엉킨 팩 (370) 을 형성한다.
도 3c 를 참조하면, 적층형 웨브들 (350) 의 섬유는, 니들링 기기와 같은 엉킴 메커니즘 (345) 에 의해 기계적으로 엉킬 수 있다. 엉킴 메커니즘 (345) 은 개별 섬유 (322) 를 엉키게 하여서 적층형 웨브의 층들을 형성하도록 구성된다. 유리 섬유 (322) 를 엉키게 하면 적층형 웨브들 (350) 의 섬유를 함께 묶어서 팩을 형성한다. 기계적 엉킴은 예를 들어, 인장 강도 및 전단 강도와 같은, 기계적 특성이 개선되도록 한다. 도시된 실시형태에서, 엉킴 메커니즘 (345) 은 니들링 메커니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메커니즘 (345) 은, 스티칭 메커니즘들의 비제한적인 예들을 비롯한, 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들을 포함할 수 있다.
적층형 웨브들 (350) 의 엉킨 팩 (370) 은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 엉킨 팩의 두께는 여러 변수들의 함수이다. 첫째, 엉킨 팩의 두께는 형성 장치 (332) 에 의해 형성된 연속 웨브 (321) 의 두께의 함수이다. 둘째, 엉킨 팩 (370) 의 두께는, 래핑 또는 교차 래핑 메커니즘 (334) 이 컨베이어 (336) 상에 연속 웨브 (321) 의 층들을 피착하는 속도의 함수이다. 셋째, 엉킨 팩 (370) 의 두께는 컨베이어 (336) 의 속도의 함수이다. 넷째, 엉킨 팩 (370) 의 두께는 엉킴 메커니즘 (345) 에 의한 적층형 웨브들 (350) 의 압축량의 함수이다. 엉킨 팩 (370) 은 약 0.1 인치 ~ 약 20.0 인치 범위의 두께를 가질 수 있다. 예시적 실시형태에서, 엉킨 팩 (370) 은 1 개의 층 내지 60 개의 층들을 가질 수도 있다. 각각의 엉킨 웨브 층 (352) 은 0.1 ~ 2 인치 두께일 수도 있다. 예를 들어, 각각의 엉킨 웨브 층은 약 0.5 인치 두께일 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 엉킨 팩 (370) 은 연속 프로세스로 제조된다. 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 형성 장치 (332) 로 직접 보내진다 (즉, 섬유는 수집되지 않고 패킹된 후 원격 형성 장치에서 사용하기 위해 풀린다). 웨브 (321) 는 직접 적층 기기 (352) 에 제공된다 (즉, 웨브는 형성되지 않고 롤링된 후 원격 적층 기기 (352) 에서 사용하기 위해 펼쳐진다). 적층형 웨브 (350) 는 직접 엉킴 기기 (345) 에 제공된다 (즉, 적층형 웨브는 형성되지 않고 롤링된 후 원격 엉킴 기기 (345) 에서 사용하기 위해 펼쳐진다). 연속 프로세스의 예시적 실시형태에서, 각각의 프로세스들 (도 1c 에서 형성, 적층 및 엉킴) 은 섬유화 프로세스에 연결되어서, 섬유화기로부터의 섬유는 나중에 사용하기 위해 저장되지 않으면서 다른 프로세스들에 의해 사용된다. 연속 프로세스의 다른 예시적 실시형태에서, 섬유화기(들) (318) 는 형성 장치 (332), 적층 기기 (352) 및/또는 엉킴 기기에 의해 필요한 것보다 더 많은 처리량을 가질 수도 있다. 이와 같이, 섬유는 프로세스가 연속적이도록 섬유화기 (318) 에 의해 형성 장치 (332) 로 연속적으로 공급될 필요가 없다. 예를 들어, 섬유화기 (318) 는 연속 프로세스로 동일한 공장의 형성 장치 (332) 에 축적되어 제공되는 섬유의 배치들을 제조할 수 있지만, 섬유는 연속 프로세스에서 압축, 수송 및 재개섬되지 않는다. 연속 프로세스의 다른 예로서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유는 대안적으로 형성 장치 (332) 로 그리고 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 전환될 수 있다. 연속 프로세스의 다른 예에서, 섬유화기 (318) 에 의해 제조된 섬유 일부는 연속적으로 형성 장치 (332) 로 안내되고 섬유의 나머지는 다른 형성 장치로 또는 어떤 다른 용도 또는 제품을 위해 안내된다.
예시적 일 실시형태에서, 적층형 웨브의 엉킨 팩 (370) 은 비교적 두껍고 낮은 면적 중량을 갖는 웨브(들) (321) 로 만들어지지만, 그러나 연속 프로세스는 높은 처리량을 가지고 섬유화기에 의해 제조된 모든 섬유는 엉킨 팩을 만드는데 사용된다. 예를 들어, 웨브 (321) 의 단일 층은 위에서 언급한 면적 중량, 두께 및 밀도를 가질 수도 있다. 고출력 연속 프로세스는 약 750 lbs/hr ~ 1500 lbs/hr 사이, 예로 적어도 900 lbs/hr 또는 적어도 1250 lbs/hr 을 생산할 수도 있다. 예시적 실시형태에서, 연속 프로세스의, 높은 웨브 처리량과 기계적 엉킴, 예로 니들링의 조합은 웨브 (321) 의 적층, 예로 웨브의 래핑 또는 교차 래핑에 의해 용이하게 된다. 웨브 (321) 를 적층함으로써, 적층 기기를 통하여 이동하는 재료의 선형 속도는, 웨브가 형성되는 속도보다 더 느리다. 예를 들어, 연속 프로세스에서, 2 층 웨브는 웨브가 형성되는 속도의 ½ 로 엉킴 장치 (345) 를 통하여 이동할 것이다 (3 층 - 1/3 속도 등). 이런 속도 감소는, 높은 처리량, 낮은 면적 중량 웨브 (321) 가 형성되고 다수의 층, 기계적으로 엉킨 팩 (370) 으로 변환되는 연속 프로세스를 허용한다. 적층형 웨브들의 엉킨 팩 (370) 은 매우 다양한 다른 용도로 사용될 수 있다.
예시적 실시형태에서, 길고 가는 섬유의 적층 및 엉킴은 강한 웨브 (370) 를 유발한다. 예를 들어, 본원에 설명한 길고 가는 유리 섬유의 엉킴은 높은 인장 강도 및 높은 결합 강도를 갖는 적층형, 엉킨 웨브를 유발한다. 웨브의 길이 또는 폭의 방향으로 웨브를 당길 때 인장 강도는 웨브 (370) 의 강도이다. 웨브 (370) 를 웨브의 두께 방향으로 당길 때 결합 강도는 웨브의 강도이다.
인장 강도 및 결합 강도는 매우 다양한 다른 방식으로 테스트될 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 인스트론 (Instron) 기계와 같은 기계는 고정된 속도 (후술된 실시예들에서 12 인치/초) 로 웨브 (370) 를 당기고 웨브를 당기는데 필요한 힘의 양을 측정한다. 웨브가 찢어지거나 끊어지기 (fail) 전 웨브에 인가된 피크 힘을 포함해, 웨브를 당기는데 필요한 힘이 기록된다.
인장 강도를 테스트하는 한 가지 방법에서, 길이 방향으로 인장 강도는, 웨브의 폭을 따라 웨브의 단부들을 클램핑하고, 고정된 속도 (아래에서 제공된 실시예들에서는 12 인치/초) 로 기계로 웨브의 길이를 따라 웨브 (370) 를 당기고, 웨브의 길이 방향으로 인가된 피크 힘을 기록함으로써 측정된다. 폭 방향으로 인장 강도는, 웨브의 폭을 따라 웨브의 측면들을 클램핑하고, 고정된 속도 (아래에서 제공된 실시예들에서는 12 인치/초) 에서 웨브의 폭을 따라 웨브 (370) 를 당기고, 인가된 피크 힘을 기록함으로써 측정된다. 길이 방향으로 인장 강도 및 폭 방향으로 인장 강도는 샘플의 인장 강도를 결정하기 위해서 평균을 낸다.
결합 강도를 테스트하는 한 가지 방법에서, 미리 정해진 크기 (이하 설명된 실시예들에서는 6" x 6") 의 샘플이 제공된다. 샘플의 각 측면은, 예를 들어 글루잉 (gluing) 에 의해 기재 (substrate) 에 본딩된다. 샘플의 대향 측면의 기재들은 고정된 속도 (아래에서 제공된 실시예들에서는 12 인치/초) 로 기계로 당겨지고, 인가된 피크 힘을 기록한다. 인가된 피크 힘은, 면적에 대한 힘 면에서 결합 강도를 제공하도록 샘플의 면적 (이하 설명된 실시예들에서는 6" x 6") 으로 나눈다.
하기 실시예들은 적층형, 엉킨 웨브 (370) 의 증가된 강도를 보여주기 위해서 제공된다. 이 실시예들에서는, 바인더가 포함되지 않는다. 즉, 수성 또는 건식 바인더는 포함되지 않는다. 이 실시예들은, 청구범위에 명확히 인용되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 4 개, 6 개 및 8 개의 층들을 가지는 적층형, 엉킨 웨브들의 실시예들이 제공된다. 하지만, 적층형 엉킨 웨브 (370) 는 임의의 개수의 층들을 구비할 수도 있다. 적층형, 엉킨 웨브 (370) 의 샘플 길이, 폭, 두께, 랩들의 수, 및 중량이 웨브 (370) 에 대한 용도에 따라 달라질 수도 있다. 도 3d 에 의해 도시된 조밀한, 단일 층 실시형태에서, 단일층 고밀도 팩 (300) 은 열거된 동일한 두께에 대한 아래 6 개의 단락들의 실시예들에서보다 더 높은, 예로 2 배 이상 더 높은 중량/평방 피트를 가질 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 2 개의 랩들 (즉 4 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 0.5 인치 ~ 2.0 인치 사이이고, 0.1 ~ 0.3 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 40 ~ 약 120 lbf/lbm 과 같은, 40 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 샘플의 결합 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 사이이다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크고 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 7.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 결합 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 이고 결합 강도는 0.3 ~ 30 lbs/sq ft 이다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 2 개의 랩들 (즉 4 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 0.5 인치 ~ 1.75 인치 사이이고, 0.12 ~ 0.27 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 40 ~ 약 120 lbf/lbm 과 같은, 40 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비, 및 1 lbs/sq ft 보다 큰 결합 강도를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 사이이다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 lbf 보다 크고 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 7.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 결합 강도는 20 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 이고 결합 강도는 0.3 ~ 30 lbs/sq ft 이다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 2 개의 랩들 (즉 4 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 0.5 인치 ~ 1.25 인치 사이이고, 0.2 ~ 0.3 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 10 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 75 ~ 약 120 lbf/lbm 과 같은, 75 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 이다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 결합 강도는 15 lbs/sq ft 보다 크다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 3 개의 랩들 (즉 6 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 1.0 인치 ~ 2.25 인치 사이이고, 0.15 ~ 0.4 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 5 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 40 ~ 약 140 lbf/lbm 과 같은, 40 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 샘플의 결합 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 ~ 20 lbf 사이이다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 3.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 0.40 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 0.6 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 0.9 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 5 ~ 20 lbf 이고 결합 강도는 0.1 ~ 4 lbs/sq ft 이다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 3 개의 랩들 (즉 6 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 1.0 인치 ~ 1.50 인치 사이이고, 0.25 ~ 0.4 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 9 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 50 ~ 약 140 lbf/lbm 과 같은, 50 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 9 ~ 15 lbf 사이이다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 3.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 9 lbf 보다 크고 결합 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 12.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 13.75 lbf 보다 크고 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 4 개의 랩들 (즉 8 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 0.875 인치 ~ 2.0 인치 사이이고, 0.15 ~ 0.4 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 3 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 약 40 ~ 약 130 lbf/lbm 과 같은, 40 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 일 실시형태에서, 웨브는 0.3 lbs/sq ft 보다 큰 결합 강도를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 샘플의 결합 강도는 0.1 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 사이이다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 4 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 7.5 lbf 보다 크고 결합 강도는 .5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 일 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 3 ~ 15 lbf 이고 결합 강도는 0.3 ~ 15 lbs/sq ft 이다.
예시적 일 실시형태에서, 6 인치 x 12 인치인 웨브 (370) 샘플은 4 개의 랩들 (즉 8 개의 층들) 과 같은 다수의 층들을 가지고, 두께가 1.0 인치 ~ 2.0 인치 사이이고, 0.1 ~ 0.3 lbs/sq ft 의 중량/평방 피트를 가지고, 9 lbf 보다 큰 인장 강도를 가지고, 70 lbf/lbm 보다 큰 인장 강도 대 중량 비를 갖는다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 0.5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 1.0 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 2 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 3 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 4 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 결합 강도는 10 lbs/sq ft 보다 크다. 예시적 실시형태에서, 이 단락에서 설명한 샘플의 인장 강도는 10 lbf 보다 크고 결합 강도는 5 lbs/sq ft 보다 크다.
예시적 일 실시형태에서, 도 1a 내지 도 1c 및 도 3a 내지 도 3c 에 따라 만들어진 엉킨 웨브는 다음 표 1 에 제시된 범위에서 조합된 물리적 특성을 갖는다.
Figure 112017126115109-pct00001
미국 공개된 출원 공개 제 2010/0151223 호; 및/또는 미국 특허 제 6527014 호; 제 5932499 호; 제 5523264 호; 및 제 5055428 호가 참고로 전부 원용된다. 예시적 일 실시형태에서, 본원에서 식별된 섬유 직경들 및 섬유 길이들은, 섬유화기 또는 다른 섬유 형성 장치에 의해 제공되지만, 섬유의 형성 후 다르게 프로세싱되지 않는 섬유 그룹의 다수의 섬유를 지칭한다. 다른 예시적 실시형태에서, 본원에서 식별된 섬유 직경들 및 섬유 길이들은, 섬유화기 또는 다른 섬유 형성 장치에 의해 제공되지만, 섬유의 형성 후 다르게 프로세싱되지 않는 섬유 그룹을 지칭하고, 여기에서는 소수 또는 임의의 수의 섬유가 섬유 직경 및/또는 섬유 길이를 갖는다.
도 2a 내지 도 2c 는, 웨브 (521; 도 5 참조) 가 건식 또는 비수성 바인더로 형성 (260) 된다는 점을 제외하고는 도 1a 내지 도 1c 의 실시형태들과 유사한 방법들의 예시적 실시형태들을 도시한다. 도 2a 의 방법 (200) 은 일반적으로 도 1a 의 방법 (100) 에 대응한다. 도 2b 의 방법 (250) 은 일반적으로 도 1b 의 방법 (150) 에 대응한다. 도 2c 의 방법 (270) 은 일반적으로 도 1c 의 방법 (170) 에 대응한다.
도 2d 는 도 2c 의 방법 (270) 과 유사한 방법 (290) 을 도시한다. 도 2d 에서, 대시 선들의 박스들 내 단계들은 선택적이다. 도 2d 에 의해 도시된 예시적 실시형태에서, 웨브가 형성되기 전 대신에 (또는 부가적으로) 건식 바인더는 선택적으로 웨브 단계 (292) 그리고/또는 단계 (294) 에서 적층형 웨브에 부가될 수 있다. 예를 들어, 단계 (292) 가 포함된다면, 웨브가 건식 바인더 없이 형성될 수 있고, 그런 다음 건식 바인더는 적층 전 그리고/또는 적층 중 웨브에 부가된다. 단계 (294) 가 포함된다면, 웨브는 건식 바인더 없이 형성되어 적층될 수 있고, 그런 다음 건식 바인더는 적층형 웨브에 부가된다.
도 5 를 참조하면, 건식 바인더 (큰 화살표들로 나타냄) 는 프로세스에서 여러 다른 지점들에서 섬유 (322) 및/또는 웨브 (521) 에 부가될 수 있다. 화살표 (525) 는, 건식 바인더가 수집 부재에서 또는 그 위에서 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (527) 는, 건식 바인더가 덕트 (330) 에서 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (529) 는, 건식 바인더가 형성 장치 (332) 에서 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (531) 는, 웨브가 형성 장치 (332) 에서 나온 후 건식 바인더가 웨브 (321) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (533) 는, 웨브가 적층 장치 (334) 에 의해 적층됨에 따라 건식 바인더가 웨브 (321) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (535) 는, 웨브가 적층된 후 건식 바인더가 웨브 (321) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (537) 는, 건식 바인더가 오븐 (550) 에서 웨브 (321) 또는 적층형 웨브에 부가될 수 있음을 나타낸다. 도 8 을 참조하면, 화살표 (827) 는, 건식 바인더가 섬유화기에 가까운 위치에서 덕트 (330) 내 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (829) 는, 건식 바인더가 덕트의 엘보우에서 덕트 (330) 내 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (831) 는, 건식 바인더가 덕트의 출구 단부에서 덕트 (330) 내 섬유에 부가될 수 있음을 나타낸다. 화살표 (833) 는, 건식 바인더가 드럼 형상의 형성 표면을 가지는 형성 장치 (332) 에서 섬유 (322) 에 부가될 수 있음을 나타낸다. 건식 바인더는 임의의 방식으로 건식 바인더를 갖는 웨브 (521) 를 형성하도록 섬유 (322) 또는 웨브 (321) 에 부가될 수 있다.
도 5a 는, 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (590) 에 의해 수집된다는 점을 제외하고는, 도 5 의 실시형태와 유사한 실시형태이다. 화살표 (592) 는, 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (590) 에 의해 제어된 방식으로 형성 장치 (332) 에 제공되는 것을 나타낸다. 섬유를 냉각시킬 수 있도록 형성 장치 (332) 에 제공되기 전 섬유 (322) 는 미리 정해진 기간 동안 어큐뮬레이터 (590) 에 체류할 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유 (322) 가 어큐뮬레이터 (590) 에 제공되는 것과 동일한 비율로 섬유 (322) 는 어큐뮬레이터 (590) 에 의해 형성 장치 (332) 로 제공된다. 이와 같이, 이 예시적 실시형태에서, 섬유가 어큐뮬레이터에 체류하여 냉각되는 시간은 어큐뮬레이터 내 섬유 (322) 의 양에 의해 결정된다. 이 실시예에서, 체류 시간은, 섬유가 어큐뮬레이터에 의해 형성 장치 (332) 로 제공되는 비율로 나눈 어큐뮬레이터 내 섬유의 양이다. 다른 예시적 실시형태에서, 어큐뮬레이터 (390) 는 선택적으로 섬유의 디스펜싱을 시작하고 종료할 수 있고 그리고/또는 섬유가 디스펜싱되는 비율을 조절할 수 있다. 건식 바인더는 도 5 에 나타낸 임의의 로케이션들에서 섬유 (322) 에 적용될 수 있다. 게다가, 건식 바인더는 화살표 (594) 에 의해 나타낸 대로 어큐뮬레이터 내 섬유 (322) 에 적용될 수 있고 그리고/또는 섬유는 화살표 (596) 에 의해 나타낸 대로 어큐뮬레이터 (590) 로부터 형성 장치 (332) 로 이송된다.
섬유 (322) 가 선택적으로 형성 장치 (332) 와 제 2 형성 장치 사이에서 그리고/또는 일부 다른 용도를 위해 전환 메커니즘 (598) 에 의해 전환될 수 있다는 점을 제외하고는, 도 5b 는 도 5 의 실시형태와 유사한 실시형태이다. 예시적 일 실시형태에서, 도 5 에 의해 도시된 실시형태는 어큐뮬레이터 (590) 와 전환 메커니즘 (598) 을 모두 가질 수도 있다. 건식 바인더는 도 5 에 의해 나타낸 임의의 로케이션들에서 섬유 (322) 에 적용될 수 있다. 게다가, 건식 바인더는 화살표 (595) 에 의해 나타낸 대로 전환 메커니즘 내 섬유 (322) 에 적용될 수 있고 그리고/또는 섬유는 화살표 (597) 에 의해 나타낸 대로 전환 메커니즘 (598) 으로부터 형성 장치 (332) 로 이송된다.
예시적 일 실시형태에서, 건식 바인더는 섬유화기 (318) 로부터 하류에서 상당한 거리의 로케이션에서 섬유 (322) 에 적용된다. 예를 들어, 섬유의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가 섬유화기에서 섬유와 둘러싸는 공기의 온도보다 상당히 더 낮은 로케이션에서 건식 바인더가 섬유에 적용될 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가, 건식 바인더가 용융되는 온도 또는 건식 바인더가 충분히 경화되거나 반응하는 온도 미만인 로케이션에서 건식 바인더가 적용된다. 예를 들어, 섬유 (322) 의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가 열가소성 바인더의 용융점 미만인 제조 라인에서 일 지점에 열가소성 바인더가 적용될 수도 있다. 섬유 (322) 의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가 열경화성 바인더의 경화 온도 미만인 제조 라인에서 일 지점에 열경화성 바인더가 적용될 수도 있다. 즉, 섬유 (322) 의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가, 열경화성 바인더가 완전히 반응하거나 열경화성 바인더의 완전 가교 결합이 발생하는 지점 미만인 지점에 열경화성 바인더가 적용될 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유 (322) 의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가 300 ℉ 미만인 제조 라인에서 로케이션에 건식 바인더가 적용된다. 예시적 일 실시형태에서, 섬유 (322) 의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도가 250 ℉ 미만인 제조 라인에서 로케이션에 건식 바인더가 적용된다. 예시적 일 실시형태에서, 도 5 에서 화살표들 (527, 529, 531, 533, 535) 에 의해 나타낸 로케이션들에서 섬유의 온도 및/또는 섬유를 둘러싸는 공기의 온도는, 건식 바인더가 용융되거나 완전히 경화되는 온도 미만이다.
예시적 일 실시형태에서, 바인더 어플리케이터는 건조 분말을 위해 구성된 분무기이다. 분무력이 조절가능하여서, 섬유성 재료의 연속 웨브로 건조 분말의 다소간의 침투를 허용하도록 분무기가 구성될 수도 있다. 대안적으로, 바인더 어플리케이터는, 건식 바인더를 유리 섬유의 연속 웨브 (321) 로 유입시키기에 충분한, 예를 들어 진공 기기와 같은, 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다. 예를 들어, 건식 바인더는 곤포 형태로 제공되는 바인더 섬유를 포함할 수도 있다. 바인더 어플리케이터는 곤포 개섬기 (bale opener) 및 곤포를 개섬하여, 바인더 섬유를 서로 분리하고, 바인더가 파이버글라스 섬유와 혼합되는 덕트로 바인더 섬유를 송풍하는 송풍기를 포함한다. 건식 바인더는 분말을 포함할 수도 있다. 바인더 어플리케이터는, 바인더 분말이 섬유와 혼합되는 덕트로 바인더 분말을 이송하는 공기 노즐로 바인더 분말을 이송하는 스크류 이송 기기를 포함할 수도 있다. 건식 바인더는 비수성 액체를 포함할 수도 있다. 바인더 어플리케이터는, 바인더가 섬유와 혼합되는 덕트로 액체 바인더를 이송하는 노즐을 포함할 수도 있다.
도 9, 도 9a 및 도 9b 는, 섬유 또는 분말 형태, 섬유 형태, 또는 비수성 액체 형태의 바인더와 같은 바인더 (900) 가 개질된 공기 래퍼 (902) 로 적용되는 예시적 실시형태를 도시한다. 공기 래퍼들은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 공기 래퍼들의 예들은 미국 특허 제 4,266,960 호; 제 5,603,743 호; 및 제 4,263,033 호, 및 PCT 국제 공개 번호 WO 95/30036 에 개시되고, 이들은 본원에 참고로 전부 원용된다. 미국 특허 제 4,266,960 호; 제 5,603,743 호; 및 제 4,263,033 호, 및 PCT 국제 공개 번호 WO 95/30036 에 의해 개시된 공기 래퍼들의 임의의 특성들은 본 특허 출원에 개략적으로 도시된 공기 래퍼 (902) 에 사용될 수 있다. 한 가지 기존의 유형의 공기 래퍼 (902) 는 에어 풀 베일 래퍼 (AFVL) 이다. 도 9, 도 9a 및 도 9b 에 의해 도시된 공기 래퍼 (902) 는, 공기 래퍼가 바인더 (900) 를 적용하도록 구성된다는 점에서 종래의 공기 래퍼들과 상이하다.
도 8 은 회전 섬유화기 (318), 선택적 게더링 부재 (324), 덕트 (330), 및 형성 장치 (332) 를 도시한다. 도 8 에 의해 도시된 장치는 전형적으로 또한 도 5 에 의해 도시된 용융기 (314) 및 전로 (316) 를 포함할 것이다. 용융기 (314), 전로, 및 도 5 에 도시된 다른 구성요소들은 도면을 단순화하기 위해서 도 8 에서는 생략된다.
도 8 을 참조하면, 형성 장치 (332) 는 원하는 두께를 가지는 섬유성 재료의 연속 웨브 (321) 를 형성하도록 구성될 수 있다. 형성 장치 (332) 는 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 유리 섬유의 웨브 (321) 를 형성하기 위한 임의의 배열체가 사용될 수 있다. 도 8 에 의해 도시된 예시적 실시형태에서, 형성 장치 (332) 는 더 높거나 더 낮은 압력의 영역들과 형성 표면들 (462) 을 갖는 회전 드럼 (910) 을 포함한다. 표면 (462) 을 가로질러 압력 강하 (ΔΡ) 를 이용한 섬유의 수집은 도 4 에 대하여 설명한 바와 같다.
도 9a 및 도 9b 를 참조하면, 공기 래퍼 (902) 는 제 1 송풍기 (920) 및 제 2 송풍기 (922) 를 포함한다. 공기 래퍼는 송풍함으로써, 예로 대안적으로 제 1 및 제 2 송풍기들 (920, 922) 로 송풍함으로써 작동한다. 송풍기 (920) 는 형성 표면 (462) 을 향해 덕트에서 이동하는 섬유에 대해 기류를 제공하고, 반면에 송풍기 (922) 는 기류를 제공하지 않는다 (도 9a 및 도 9b 참조). 제어된 양의 시간 후, 송풍기 (922) 가 형성 표면 (462) 을 향해 덕트에서 이동하는 섬유에 대해 기류를 제공하고, 반면에 송풍기 (920) 는 기류를 제공하지 않는다. 제 1 및 제 2 송풍기들 (920, 922) 에 의한 이런 교번 작동은 형성 표면 (462) 에서 수집된 섬유 (322) 의 균등한 분배를 제공한다.
각각의 송풍기 (920, 922) 가 하나 이상의 바인더 도입 기기들 (904) 을 포함한다는 점에서 도 9, 도 9a 및 도 9b 에 의해 도시된 공기 래퍼 (902) 는 종래의 공기 래퍼들과 상이하다. 바인더 도입 기기들 (904) 은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 바인더 도입 기기들 (904) 은 도시된 대로 송풍기들 (920, 922) 의 하우징 (932) 의 내부 (930) 로 바인더 (900) 를 제공할 수 있고, 또는 바인더 도입 기기는 바인더 (900) 를 송풍기들 (920, 922) 의 기류로 도입하도록 위치결정될 수도 있다. 예를 들어, 바인더 도입 기기의 노즐은 송풍기들 (920, 922) 의 기류 스트림으로 바인더를 디스펜싱할 수도 있다. 바인더 도입 기기들의 예로는 노즐들, 및 송풍기들 (920, 922) 보다 더 적은 기류를 제공하는 송풍기들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예시적 일 실시형태에서, 송풍기 (920 또는 922) 가 송풍하고 있지 않을 때 바인더 도입 기기 (904) 는 바인더 (900) 를 하우징 (932) 의 내부 (930) 로 주입한다. 그 후, 송풍기 (920 또는 922) 가 켜질 때, 내부 (930) 는 가압되고 바인더 (900) 는 내부 (930) 로부터 섬유 공기 스트림으로 이동된다. 공기 스트림에서, 공기 래퍼로부터 공기는 형성 표면 (462) 에서 섬유의 분배에 형성 효과를 제공하기 위해서 섬유를 이동시킬 것이고 공기는 또한 공기 스트림 중 섬유와 혼합하도록 바인더를 주입할 것이다.
도 9a 및 도 9b 를 참조하면, 공기 래퍼 (902) 는 웨브 (321) 를 형성하도록 형성 표면 (462) 에 수집되는 섬유 (322) 로 바인더 (900) 를 혼합한다. 예시적 일 실시형태에서, 송풍기 (920) 가 형성 표면 (462) 을 향해 덕트에서 이동하는 섬유에 대해 기류 (921) 를 제공할 때, 바인더 도입 기기 (904) 는 바인더 (900) 를 송풍기 (920) 에 도입하고 송풍기 (920) 에 의해 제공된 기류 (921) 는 바인더를 섬유 (322) 와 혼합한다 (도 9a 및 도 9b 에 도시). 유사하게, 이 실시형태에서 송풍기 (922) 가 형성 표면 (462) 을 향해 덕트에서 이동하는 섬유에 대해 기류 (921) 를 제공할 때, 바인더 도입 기기 (904) 는 바인더 (900) 를 송풍기 (922) 에 도입하고 송풍기 (922) 에 의해 제공된 기류 (921) 는 바인더를 섬유와 혼합한다 (송풍기 (922) 에 의해 제공된 기류는 도시되지 않았지만, 송풍기 (920) 에 의해 제공된 기류와 동일함). 결과적으로, 바인더 (900) 는 섬유 (322) 와 균일하게 혼합된다.
건식 바인더는 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 웨브 (521) 를 형성하도록 섬유 (322) 를 함께 홀딩하는 임의의 비수성 매질이 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 처음에 섬유에 적용되고 있는, 건식 바인더는 실질적으로 100% 고형분으로 이루어진다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "실질적으로 100% 고형분" 은, (바인더가 건조되거나 경화된 후보다는 바인더가 적용되고 있을 때) 바인더의 중량을 기준으로, 대략 2 퍼센트 이하, 바람직하게 1 퍼센트 이하의 양으로, 물과 같은, 희석액을 가지는 임의의 바인더 재료를 의미한다. 하지만, 특정 실시형태들에서, 바인더는 특정 용도 및 설계 요건에 따라 원하는 대로 임의의 양으로 물과 같은 희석액을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예시적 일 실시형태에서, 건식 바인더는, 액체 형태로 적용되지 않고 또한 물을 기반으로 하지 않는 열가소성 수지 기반 재료이다. 다른 실시형태들에서, 건식 바인더는, 폴리머 열경화성 수지의 비제한적인 예를 포함한, 다른 재료들 또는 다른 재료들의 조합들일 수 있다. 건식 바인더는 분말, 입자, 섬유 및/또는 핫 멜트 (hot melt) 의 비제한적인 예들을 포함한 임의의 형태 또는 형태들의 조합들을 가질 수 있다. 핫 멜트 폴리머의 예로는, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 어택틱 (atactic) 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 스티렌 블록 공중합체, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 스티렌 블록 공중합체, 폴리에스테르 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예시적 일 실시형태에서, 건식 바인더는 무첨가 포름알데히드 건식 바인더이고, 이것은 건식 바인더가 포름알데히드를 함유하지 않았음을 의미한다. 하지만, 무포름알데히드 건식 바인더가 연소되면 포름알데히드가 형성될 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 경화된 섬유성 팩이 패키징, 저장 및 운송을 위해 압축될 수 있지만, 설치되었을 때 그것의 두께를 회복하도록 - "로프트 회복 (loft recovery)" 으로 알려진 프로세스 - 충분한 건식 바인더가 적용된다.
도 2a 내지 도 2d 및 도 5 에 의해 도시된 실시예들에서는, 건식 바인더가 유리 섬유에 적용되기 전 또는 후에 유리 섬유 (322) 가 선택적으로 윤활제로 코팅되거나 부분적으로 코팅될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 유리 섬유 (322) 에 건식 바인더의 접착을 향상시키도록 건식 바인더 뒤에 윤활제가 적용된다. 윤활제는 전술한 임의의 윤활제일 수 있다.
도 5 를 참조하면, 미반응 건식 바인더 (521) 를 갖는 연속 웨브는 형성 장치 (332) 로부터 선택적 적층 메커니즘 (334) 으로 옮겨진다. 적층 메커니즘은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수도 있다. 예를 들어, 적층 메커니즘은 기계 방향 (Dl) 으로 웨브 (321) 를 적층하는 래핑 메커니즘이거나 기계 방향에 실질적으로 직교하는 방향으로 웨브를 래핑하는 교차 래핑 메커니즘일 수도 있다. 무바인더 웨브 (321) 를 적층하기 위해 전술한 교차 래핑 기기는 미반응 건식 바인더를 갖는 웨브 (521) 를 적층하는데 사용될 수 있다.
예시적 실시형태에서, 연속 웨브 (521) 의 건식 바인더는 경화 오븐 (550) 에서 열 경화되도록 구성된다. 예시적 실시형태에서, 건식 바인더가 섬유 (322) 를 함께 홀딩하고 있으므로, 경화 오븐 (550) 은 엉킴 메커니즘 (345) 을 대체한다. 다른 예시적 실시형태에서, 경화 오븐 (550) 과 엉킴 메커니즘 (345) 모두 포함된다.
도 6 및 도 7 은, 일반적으로 610 으로 도시된, 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하기 위한 방법의 다른 예시적 실시형태를 개략적으로 도시한다. 도 6 을 참조하면, 용융된 유리 (612) 는 용융기 (614) 로부터 전로 (616) 로 공급된다. 용융된 유리 (612) 는 원하는 화학 조성을 제공하는 이런 비율로 조합된 다양한 원료들로 형성될 수 있다. 용융된 유리 (612) 는 전로 (616) 로부터 복수의 회전 섬유화기들 (618) 로 유동한다.
도 6 을 참조하면, 회전 섬유화기들 (618) 은 용융된 유리 (612) 를 수용하고 추후에 핫 가스의 유동에 혼입 (entrain) 된 유리 섬유 (622) 의 베일들 (620) 을 형성한다. 아래에서 더 상세히 논의되는 것처럼, 회전 섬유화기들 (618) 에 의해 형성된 유리 섬유 (622) 는 길고 가늘다. 그러므로, 길고 가는 유리 섬유 (22) 를 형성하기에 충분한, 회전식이거나 다른, 임의의 원하는 섬유화기가 사용될 수 있다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 2 개 양의 회전 섬유화기들 (618) 을 나타내지만, 본원에서 설명한 임의의 실시형태들에서는 임의의 원하는 수의 회전 섬유화기들 (18) 이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
핫 가스의 유동은, 환형 송풍기들 (미도시) 또는 환형 버너들 (미도시) 의 비제한적인 예들과 같은, 선택적 송풍 메커니즘들에 의해 생성될 수 있다. 일반적으로, 송풍 메커니즘들은 주어진 방향으로, 보통 하향으로 유리 섬유 (622) 의 베일 (620) 을 향하게 하도록 구성된다. 핫 가스의 유동은 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기 또는 그것의 임의의 조합에 의해 생성될 수 있다.
도 6 에 나타낸 것처럼, 선택적 분무 메커니즘들 (626) 은, 핫 가스의 유동을 냉각하는 것을 돕고 섬유 (622) 를 접촉 손상으로부터 보호하고 그리고/또는 섬유 (622) 의 결합 능력을 향상시키도록 회전 섬유화기들 (618) 아래에 위치결정되고 베일들 (620) 내 핫 가스로 물이나 다른 유체의 미세한 액적들을 분무하도록 구성될 수 있다. 분무 메커니즘들 (626) 은, 핫 가스의 유동을 냉각하는 것을 돕고 섬유 (622) 를 접촉 손상으로부터 보호하고 그리고/또는 섬유 (22) 의 결합 능력을 향상시키도록 베일들 (620) 내 핫 가스로 물의 미세한 액적들을 분무하기에 충분한 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기일 수 있다. 도 6 에 나타낸 실시형태는 분무 메커니즘들 (626) 의 사용을 보여주지만, 분무 메커니즘들 (626) 의 사용은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 분무 메커니즘들 (626) 을 사용하지 않으면서 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
선택적으로, 유리 섬유가 형성된 후 유리 섬유 (622) 는 윤활제로 코팅될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 복수의 노즐들 (628) 은 회전 섬유화기들 (618) 아래 위치에서 베일들 (620) 둘레에 위치결정될 수 있다. 노즐들 (628) 은 윤활제의 소스 (미도시) 로부터 유리 섬유 (622) 에 윤활제 (미도시) 를 공급하도록 구성될 수 있다.
윤활제의 적용은 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기, 예로 밸브 (미도시) 의 비제한적인 예에 의해 정확하게 제어될 수 있다. 특정 실시형태들에서, 윤활제는 실리콘 화합물, 예로 실록산, 디메틸 실록산, 및/또는 실란일 수 있다. 윤활제는 또한, 예를 들어 오일 또는 오일 유화액과 같은, 다른 재료들이나 재료들의 조합들일 수 있다. 오일 또는 오일 유화액은 광물 오일 또는 광물 오일 유화액 및/또는 식물성 오일 또는 식물성 오일 유화액일 수도 있다. 예시적 실시형태에서, 윤활제는 섬유성 재료들의 결과적으로 생성된 팩의 중량을 기준으로 약 1.0 퍼센트 오일 및/또는 실리콘 화합물의 양으로 적용된다. 하지만, 다른 실시형태들에서, 윤활제의 양은 중량을 기준으로 약 1.0 퍼센트 초과 또는 미만의 오일 및/또는 실리콘 화합물일 수 있다.
도 6 에 도시된 실시형태는 유리 섬유 (622) 에 윤활제 (미도시) 를 공급하는데 노즐들 (628) 의 사용을 보여주지만, 노즐들 (628) 의 사용은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 노즐들 (628) 을 사용하지 않고 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
도시된 실시형태에서, 핫 가스의 유동 내 혼입된 유리 섬유 (622) 는 선택적 게더링 부재 (624) 에 의해 게더링될 수 있다. 게더링 부재 (624) 는 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동을 쉽게 수용하도록 형상과 크기가 정해진다. 게더링 부재 (624) 는, 예를 들어 형성 장치 (632a, 632b) 와 같은, 하류 프로세싱 스테이션들로 이송하기 위해 덕트 (630) 로 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동을 전환하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 유리 섬유 (622) 는 블랭킷 또는 속솜 (미도시) 을 형성하도록 운반 메커니즘 (미도시) 에 게더링될 수 있다. 속솜은 운반 메커니즘에 의해 추가 프로세싱 스테이션들 (미도시) 로 운반될 수 있다. 게더링 부재 (624) 와 덕트 (630) 는 유리 섬유 (622) 와 핫 가스의 유동을 수용하여 운반하는데 적합한 일반적으로 중공 구성을 갖는 임의의 구조일 수 있다. 도 6 에 도시된 실시형태는 게더링 부재 (624) 의 사용을 도시하지만, 덕트 (630) 로 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동을 전환하는데 게더링 부재 (624) 를 사용하는 것은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 게더링 부재 (624) 를 사용하지 않고 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태에서, 단일 섬유화기 (618) 가 개별 덕트 (630) 와 연관되어서, 단일 섬유화기 (618) 로부터 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동은 덕트 (630) 로 들어오는 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동의 유일한 소스이다. 대안적으로, 개별 덕트 (630) 가 다수의 섬유화기들 (618) 로부터 유리 섬유 (622) 및 핫 가스의 유동을 수용하도록 적합화될 수 있다 (미도시).
다시 도 6 을 참조하면, 선택적으로, 헤더 시스템 (미도시) 이 형성 장치 (632a, 632b) 와 섬유화기들 (618) 사이에 위치결정될 수 있다. 헤더 시스템은, 결과적으로 생성되는 조합된 유동 특징을 제어하면서 복수의 섬유화기들 (618) 로부터 유동하는 유리 섬유 (622) 및 가스가 조합될 수 있는 챔버로서 구성될 수 있다. 특정 실시형태들에서, 헤더 시스템은 섬유화기들 (618) 로부터 유리 섬유 (622) 및 가스의 유동을 조합하도록 구성되고 형성 장치 (632a, 632b) 로 결과적으로 생성되는 조합된 유동을 안내하도록 추가로 구성되는 제어 시스템 (미도시) 을 포함할 수 있다. 이러한 헤더 시스템은 나머지 섬유화기들 (618) 을 정지시킬 필요 없이 임의의 섬유화기들 (618) 의 유지보수 및 세정을 허용할 수 있다. 선택적으로, 헤더 시스템은 유리 섬유 (22) 및 가스의 유동을 제어하여 안내하기 위한 임의의 원하는 수단을 포함할 수 있다.
이하 도 7 을 참조하면, 혼입된 유리 섬유 (622) 를 갖는 가스 유동의 모멘텀은 유리 섬유 (622) 가 계속 덕트 (630) 를 통하여 형성 장치 (632a, 632b) 로 유동할 수 있게 할 것이다. 형성 장치 (632a, 632b) 는 여러 가지 기능을 위해 구성될 수 있다. 첫째, 형성 장치 (632a, 632b) 는 가스의 유동으로부터 혼입된 유리 섬유 (622) 를 분리하도록 구성될 수 있다. 둘째, 형성 장치 (632a, 632b) 는 원하는 두께를 갖는 섬유성 재료의 연속 얇은 건조 웨브를 형성하도록 구성될 수 있다. 셋째, 형성 장치 (632a, 632b) 는, 섬유가 임의의 원하는 정도의 "무질서" 로 웨브 내에 배향될 수 있도록 유리 섬유 (622) 를 가스의 유동으로부터 분리시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "무질서" 는, 섬유 (622) 또는 섬유 (622) 부분들이 X, Y 또는 Z 치수 중 임의의 치수에서 비우선적으로 배향될 수 있음을 의미하는 것으로 규정된다. 임의의 경우에, 고도의 무질서를 갖는 것이 바람직할 수도 있다. 다른 경우에, 섬유 (622) 는 무질서하지 않게 배향되고, 환언하면, 섬유는 실질적으로 동일 평면 상에 있거나 실질적으로 서로 평행하도록 섬유 (622) 의 무질서를 제어하는 것이 바람직할 수도 있다. 넷째, 형성 장치 (632a, 632b) 는 섬유성 재료의 연속 웨브를 다른 하류 작동으로 이송하도록 구성될 수 있다.
도 7 에 도시된 실시형태에서, 각각의 형성 장치 (632a, 632b) 는 회전하도록 구성된 드럼 (미도시) 을 포함한다. 드럼은 임의의 원하는 양의 유공성 (foraminous) 표면들과 더 높거나 더 낮은 압력의 영역들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 각각의 형성 장치 (632a, 632b) 는, 가스의 유동으로부터 혼입된 유리 섬유 (622) 를 분리하고, 원하는 두께를 갖는 섬유성 재료의 연속 웨브를 형성하고, 섬유성 재료의 연속 웨브를 다른 하류 작동으로 이송하기에 충분한 다른 구조들, 메커니즘들 및 기기들로부터 형성될 수 있다. 도 7 에 도시된 실시형태에서, 각각의 형성 장치 (632a, 632b) 는 동일하다. 하지만, 다른 실시형태들에서, 각각의 형성 장치 (632a, 632b) 는 서로 상이할 수 있다.
다시 도 7 을 참조하면, 섬유성 재료의 연속 웨브는 형성 장치 (632a, 632b) 로부터 선택적 바인더 어플리케이터 (646) 로 이송된다. 바인더 어플리케이터 (646) 는 섬유성 재료의 연속 웨브로 "건식 바인더" 를 적용하도록 구성된다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "건식 바인더" 는, 바인더가 적용되는 동안 바인더는 실질적으로 100% 고형분으로 이루어진 것을 의미하도록 규정된다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "실질적으로 100% 고형분" 은, (바인더가 건조되고 그리고/또는 경화된 후보다는, 바인더가 적용되고 있는 동안) 바인더의 중량을 기준으로 대략 2 퍼센트 이하, 바람직하게 1 퍼센트 이하의 양으로, 물과 같은 희석액을 가지는 임의의 바인더 재료를 의미하도록 규정된다. 하지만, 특정 실시형태들에서, 바인더는 특정 용도 및 설계 요건에 따라 원하는 대로 임의의 양으로 물과 같은 희석액을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 바인더는 경화 오븐 (650) 에서 열 경화되도록 구성될 수 있다. 본원에서, 용어 "경화" 및 "열 경화" 는, 건식 바인더가 웨브의 섬유를 함께 바인딩시키는 화학 반응 및/또는 하나 이상의 상 변화를 지칭한다. 예를 들어, 열경화성 건식 바인더 (또는 건식 바인더의 열경화성 성분) 는, 열 적용 결과로서 발생하는 화학 반응 결과로 경화되거나 열 경화된다. 열가소성 건식 바인더 (또는 건식 바인더의 열가소성 성분) 는, 연화 또는 용융 상으로 가열된 후 고체 상으로 냉각된 결과 경화되거나 열 경화된다.
예시적 실시형태에서, 건식 바인더는, 액체 형태로 적용되지 않고 또한 물을 기반으로 하지 않는 열가소성 수지 기반 재료이다. 다른 실시형태들에서, 건식 바인더는, 폴리머 열경화성 수지의 비제한적인 예들을 비롯한, 다른 재료들 또는 재료들의 다른 조합들일 수 있다. 건식 바인더는 분말, 입자, 섬유 및/또는 핫 멜트의 비제한적인 예들을 포함한 임의의 형태 또는 형태들의 조합들을 가질 수 있다. 핫 멜트 폴리머의 예로는, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 어택틱 폴리프로필렌, 폴리부텐-1, 스티렌 블록 공중합체, 폴리아미드, 열가소성 폴리우레탄, 스티렌 블록 공중합체, 폴리에스테르 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 경화된 섬유성 팩이 패키징, 저장 및 운송을 위해 압축될 수 있지만, 설치되었을 때 그것의 두께를 회복하도록 - "로프트 회복" 으로 알려진 프로세스 - 충분한 건식 바인더가 적용된다. 건식 바인더를 섬유성 재료의 연속 웨브에 적용하면 선택적으로 미반응 바인더로 연속 웨브를 형성한다.
도 6 및 도 7 에 의해 도시된 실시형태에서, 바인더 어플리케이터 (646) 는 건조 분말을 위해 구성된 분무기이다. 분무력이 조절가능하여서, 섬유성 재료의 연속 웨브로 건조 분말의 다소간의 침투를 허용하도록 분무기가 구성된다. 대안적으로, 바인더 어플리케이터 (646) 는, "건식 바인더" 를 유리 섬유의 연속 웨브로 유입시키기에 충분한, 예를 들어 진공 기기와 같은, 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다.
도 7 에 도시된 실시형태는 건식 바인더를 섬유성 재료의 연속 웨브에 적용하도록 구성된 바인더 어플리케이터 (646) 를 보여주지만, 특정 실시형태들에서는 섬유성 재료의 연속 웨브에 바인더가 적용되지 않는 것이 본 발명의 고려 범위 내에 있다.
다시 도 7 을 참조하면, 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브는 바인더 어플리케이터들 (646) 로부터 대응하는 교차 래핑 메커니즘 (634a, 634b) 으로 이송된다. 도 7 에 나타낸 것처럼, 형성 장치 (632a) 는 교차 래핑 메커니즘 (634a) 과 연관되고 형성 장치 (632b) 는 교차 래핑 메커니즘 (634b) 과 연관된다. 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 제 1 컨베이어 (636) 와 공동으로 작용한다. 제 1 컨베이어 (636) 는 화살표 (D1) 로 나타낸 대로 기계 방향으로 이동하도록 구성된다. 교차 래핑 메커니즘 (634a) 은 선택적 바인더 어플리케이터들 (646) 로부터 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브를 수용하도록 구성되고, 제 1 컨베이어 (636) 가 기계 방향 (Dl) 으로 이동함에 따라 선택적으로 미반응 바인더와 연속 웨브의 교번 층들을 제 1 컨베이어 (636) 에 피착하여서, 섬유성 보디의 초기 층들을 형성하도록 추가로 구성된다. 피착 프로세스에서, 교차 래핑 메커니즘 (634a) 은 화살표 (D2) 에 의해 나타낸 대로 교차 기계 방향으로 교번 층들을 형성한다. 그러므로, 교차 래핑 메커니즘 (634a) 으로부터 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 피착된 연속 웨브가 기계 방향 (Dl) 으로 이동함에 따라, 부가적 층들은 하류 교차 래핑 메커니즘 (634b) 에 의해 섬유성 보디에 피착된다. 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 에 의해 피착된 섬유성 보디의 결과적으로 생성된 층들은 팩을 형성한다.
도시된 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브의 운동을 정확하게 제어하고 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브가 손상되지 않도록 제 1 컨베이어 (636) 상에 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브를 피착하도록 구성된다. 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 임의의 원하는 구조를 포함할 수 있고 임의의 원하는 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 교차 기계 방향 (D2) 으로 전후로 움직이도록 구성된 헤드 (미도시) 를 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 두 교차 기계 방향으로 헤드의 운동은 실질적으로 동일하여서, 섬유성 보디의 결과적으로 생성된 층들의 균일성을 제공하도록 이동 헤드의 속도가 조정된다. 다른 실시예에서, 제 1 컨베이어 (636) 의 중심선에 대해 중심에 놓이도록 구성된 수직 컨베이어들 (미도시) 이 이용될 수 있다. 수직 컨베이어들은 또한 제 1 컨베이어 (36) 에 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브를 피착하도록 제 1 컨베이어 (636) 위에서 피봇 메커니즘으로부터 스윙하도록 구성된다. 교차 래핑 메커니즘들의 다수의 예들을 위에서 설명하였지만, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있음을 이해해야 한다.
다시 도 7 을 참조하면, 제 1 컨베이어 (636) 에, 선택적으로 미반응 바인더를 갖는, 연속 웨브를 선택적으로 위치결정하는 것은, 팩에 개선된 균일성을 제공하도록 컨트롤러 (미도시) 에 의해 달성될 수 있다. 컨트롤러는 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기 또는 그것의 조합들일 수 있다.
적층형 웨브 또는 팩은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 팩의 두께는 여러 변수들의 함수이다. 첫째, 팩의 두께는 각각의 형성 장치 (632a, 632b) 에 의해 형성된 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브의 두께의 함수이다. 둘째, 팩의 두께는, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 이 제 1 컨베이어 (636) 상에 선택적으로 미반응 바인더를 갖는 연속 웨브의 층들을 번갈아 피착하는 속도의 함수이다. 셋째, 팩의 두께는 제 1 컨베이어 (636) 의 속도의 함수이다. 도시된 실시형태에서, 팩은 약 0.1 인치 ~ 약 20.0 인치 범위의 두께를 갖는다. 다른 실시형태들에서, 팩은 약 0.1 인치보다 작거나 약 20.0 인치보다 큰 두께를 가질 수 있다.
위에서 논의한 대로, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은, 제 1 컨베이어 (636) 가 기계 방향 (Dl) 으로 이동함에 따라 제 1 컨베이어 (636) 에, 선택적으로 미반응 바인더를 갖는, 연속 웨브의 교번 층들을 피착시켜서, 섬유성 보디의 층들을 형성하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘 (634a, 634b) 및 제 1 컨베이어 (636) 는 약 1 개의 층 내지 약 60 개 층 범위의 다량의 층들을 가지는 섬유성 보디를 형성하도록 조정된다. 다른 실시형태들에서, 교차 래핑 메커니즘 (634a, 634b) 및 제 1 컨베이어 (636) 는, 60 개 초과 층들을 갖는 섬유성 보디를 포함한, 임의의 원하는 양의 층들을 가지는 섬유성 보디를 형성하도록 조정될 수 있다.
선택적으로, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 조절할 수 있어서, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 이 임의의 원하는 폭을 갖는 팩을 형성할 수 있도록 허용한다. 특정 실시형태들에서, 팩은 약 98.0 인치 ~ 약 236.0 인치 범위의 일반적인 폭을 가질 수 있다. 대안적으로, 팩은 약 98.0 인치보다 작거나 약 236.0 인치보다 큰 일반적인 폭을 가질 수 있다.
교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 섬유성 보디의 형성에 공동으로 포함되는 것으로 전술하였지만, 다른 실시형태들에서, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 섬유성 보디들의 별개의 레인들을 형성하도록 서로 독립적으로 작동할 수 있음을 이해해야 한다.
도 6 및 도 7 을 참조하면, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 에 의해 형성된 층들을 가지는 팩은 제 1 컨베이어 (636) 에 의해 선택적 트림 메커니즘 (640) 으로 이동된다. 선택적 트림 메커니즘 (640) 은, 팩의 원하는 폭을 형성하도록, 팩의 에지들을 트림하도록 구성된다. 예시적 실시형태에서, 팩은 약 98.0 인치 ~ 약 236.0 인치 범위의 트림 후 폭을 가질 수 있다. 대안적으로, 팩은 약 98.0 인치보다 작거나 약 236.0 인치보다 큰 트림 후 폭을 가질 수 있다.
도시된 실시형태에서, 선택적 트림 메커니즘 (640) 은 팩의 양측에 위치결정된 복수의 회전 톱들 (미도시) 을 가지는 톱 (saw) 시스템을 포함한다. 대안적으로, 트림 메커니즘 (640) 은, 워터 제트, 압축 나이프의 비제한적인 예들을 포함한 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다.
도시된 실시형태에서, 트림 메커니즘 (640) 은 유리하게도 경화 오븐 (650) 으로부터 상류에 위치결정된다. 트림 메커니즘 (640) 을 경화 오븐 (650) 으로부터 상류에 위치결정하면, 팩이 경화 오븐 (650) 에서 열 경화되기 전 팩이 트리밍될 수 있도록 허용한다. 선택적으로, 트림 메커니즘 (640) 에 의해 팩으로부터 트리밍된 재료들은 덕트들 (630) 에서 가스와 유리 섬유의 유동으로 복귀되어 형성 장치 (632a, 632b) 에서 재순환될 수 있다. 트림 재료들의 재순환은 유리하게도 트림 재료들의 처분과 관련된 잠재적인 환경 문제를 방지한다. 도 6 에 도시된 대로, 덕트 설비 (642) 는 트림 메커니즘 (640) 을 덕트들 (630) 과 연결하고 형성 장치 (632a, 632b) 로 트림 재료들의 복귀를 가능하게 하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 트리밍된 재료들의 재순환을 도시하지만, 트리밍된 재료들의 재순환은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 트리밍된 재료들의 재순환 없이 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 다른 예시적 실시형태에서, 트림 메커니즘 (640) 은 경화 오븐 (650) 으로부터 하류에 위치결정된다. 이런 위치는 트리밍된 재료들이 재순환되지 않는다면 특히 유용하다. 팩을 트리밍하면 트리밍된 팩을 형성한다.
트리밍된 팩은 제 1 컨베이어 (636) 에 의해 제 2 컨베이어 (644) 로 운반된다. 도 6 에 도시된 대로, 제 2 컨베이어 (644) 는 제 1 컨베이어 (636) 로부터 "스텝 다운" 되도록 위치결정될 수도 있다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "스텝 다운" 은 제 2 컨베이어 (644) 의 상부면이 수직으로 제 1 컨베이어 (636) 의 상부면 아래에 있도록 위치결정되는 것을 의미하도록 규정된다. 컨베이어들의 스텝 다운은 이하 더 자세히 논의될 것이다.
다시 도 1 및 도 2 를 참조하면, 트리밍된 팩은 제 2 컨베이어 (644) 에 의해 선택적 엉킴 메커니즘 (645) 으로 이동된다. 엉킴 메커니즘 (645) 은 개별 섬유 (622) 를 엉키게 하여 트리밍된 팩의 층들을 형성하도록 구성된다. 팩 내에서 유리 섬유 (622) 를 엉키게 하면 팩을 함께 묶는다. 건식 바인더가 포함되는 실시형태들에서, 유리 섬유 (622) 를 엉키게 하면 유리하게도 예를 들어, 인장 강도 및 전단 강도와 같은 기계적 특성이 개선될 수 있도록 허용한다. 도시된 실시형태에서, 엉킴 메커니즘 (645) 은 니들링 메커니즘이다. 다른 실시형태들에서, 엉킴 메커니즘 (645) 은, 스티칭 메커니즘들의 비제한적인 예를 포함해, 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 엉킴 메커니즘 (645) 의 사용을 도시하지만, 엉킴 메커니즘 (645) 의 사용은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 엉킴 메커니즘 (645) 을 사용하지 않으면서 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 팩 내에서 섬유를 엉키게 하면 엉킨 팩을 형성한다.
제 2 컨베이어 (644) 는, 선택적으로 트리밍되고 그리고/또는 선택적으로 엉킨 (이하 트리밍된 팩과 엉킨 팩 모두 간단히 "팩" 으로 지칭), 선택적 건식 바인더를 갖는 팩을 제 3 컨베이어 (648) 로 운반한다. 팩이 건식 바인더를 포함할 때, 제 3 컨베이어 (648) 는 팩을 선택적 경화 오븐 (650) 으로 운반하도록 구성된다. 경화 오븐 (650) 은, 건식 바인더를 경화시켜 일반적으로 무질서한, 3 차원 구조에서 유리 섬유 (622) 를 함께 단단히 본딩하도록 팩을 통하여, 예를 들어 가열된 공기와 같은, 유체를 송풍하도록 구성된다. 경화 오븐 (650) 에서 팩을 경화하면 경화된 팩을 형성한다.
위에서 논의한 대로, 팩은 선택적으로 건식 바인더를 포함한다. 전통적인 습식 바인더보다는 건식 바인더를 사용하면 유리하게도 경화 오븐 (650) 이 팩 내에 건식 바인더를 경화시키는데 더 적은 에너지를 사용할 수 있도록 허용한다. 도시된 실시형태에서, 경화 오븐 (650) 에서 건식 바인더의 사용은 습식 또는 수성 바인더를 경화하는데 종래의 경화 오븐들에 의해 사용된 에너지와 비교해 약 30.0% ~ 약 80.0% 범위의 에너지 절약을 유발한다. 또 다른 실시형태들에서, 에너지 절약은 80.0% 초과할 수 있다. 경화 오븐 (650) 는 임의의 원하는 경화 구조, 메커니즘 또는 기기 또는 그것의 조합들일 수 있다.
제 3 컨베이어 (648) 는 경화된 팩을 제 4 컨베이어 (652) 로 운반한다. 제 4 컨베이어 (652) 는 경화된 팩을 절단 메커니즘 (654) 으로 이동시키도록 구성된다. 선택적으로, 절단 메커니즘 (654) 은 여러 절단 모드들을 위해 구성될 수 있다. 제 1 선택적 절단 모드에서, 절단 메커니즘은 레인을 형성하도록 기계 방향 (Dl) 을 따라 수직 방향으로 경화된 팩을 절단하도록 구성된다. 형성된 레인들은 임의의 원하는 폭을 가질 수 있다. 제 2 선택적 절단 모드에서, 절단 메커니즘은 두께를 가지는 연속 팩들을 형성하도록 수평 방향으로 경화된 팩을 이등분하도록 구성된다. 결과적으로 생성된 이등분된 팩들은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다. 경화된 팩을 절단하면 절단된 팩을 형성한다.
도시된 실시형태에서, 절단 메커니즘 (654) 은 톱들 및 나이프들의 시스템을 포함한다. 대안적으로, 절단 메커니즘 (654) 은 다른 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다. 다시 도 6 및 도 7 을 참조하면, 절단 메커니즘 (654) 은 유리하게도 절단 작동 중 형성된 분진 및 다른 폐기물들의 포획을 허용하도록 위치결정된다. 선택적으로, 절단 메커니즘으로부터 기인한 분진 및 다른 폐기물들은 덕트들 (630) 에서 가스 및 유리 섬유의 유동으로 복귀되고 형성 장치 (632a, 632b) 에서 재순환될 수 있다. 분진 및 폐기물들의 재순환은 유리하게도 분진 및 폐기물들의 처분과 관련된 잠재적인 환경 문제를 방지한다. 도 6 및 도 7 에 도시된 대로, 덕트 설비 (655) 는 절단 메커니즘 (654) 을 덕트들 (630) 과 연결하고 형성 장치 (632a, 632b) 로 분진 및 폐기물들의 복귀를 용이하게 하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 분진 및 폐기물들의 재순환을 보여주지만, 분진 및 폐기물들의 재순환은 선택적이고 섬유성 재료들 (10) 로부터 팩을 형성하는 방법은 분진 및 폐기물들의 재순환 없이 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
선택적으로, 절단 메커니즘 (654) 으로 경화된 팩의 운반 전, 경화된 팩의 큰 표면들은 도 6 에 도시된 대로 외장 메커니즘들 (662a, 662b) 에 의해 외장 재료(들)과 페이싱될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 경화된 팩의 상부 큰 표면은 외장 메커니즘 (662a) 에 의해 제공된 외장 재료 (663a) 로 페이싱되고 경화된 팩의 하부 큰 표면은 외장 메커니즘 (662b) 에 의해 외장 재료 (663b) 로 페이싱된다. 외장 재료들은 종이, 폴리머 재료들 또는 부직포 웨브들을 포함한 임의의 원하는 재료들일 수 있다. 외장 메커니즘들 (662a, 662b) 은 임의의 원하는 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다. 도시된 실시형태에서, 외장 재료들 (663a, 663b) 은 접착제에 의해 (팩이 바인더를 포함한다면) 경화된 팩에 적용된다. 다른 실시형태들에서, 외장 재료들 (663a, 663b) 은, 초음파 용접의 비제한적인 예를 포함한, 다른 방법들에 의해 경화된 팩에 적용될 수 있다. 도 6 에 도시된 실시형태는 경화된 팩의 큰 표면들에 외장 재료들 (663a, 663b) 의 적용을 도시하지만, 경화된 팩의 큰 표면들에 외장 재료들 (663a, 663b) 의 적용은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 경화된 팩의 큰 표면들에 외장 재료들 (663a, 663b) 의 적용 없이 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
도 6 및 도 7 을 참조하면, 제 4 컨베이어 (652) 는 절단된 팩을 선택적 ?h핑 (chopping) 메커니즘 (656) 으로 운반한다. ?h핑 메커니즘 (656) 은 절단된 팩을 기계 방향 (Dl) 을 가로질러 원하는 길이로 섹션화하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서, 절단된 팩이 연속적으로 기계 방향 (Dl) 으로 이동함에 따라 ?h핑 메커니즘 (656) 은 절단된 팩을 섹션화하도록 구성된다. 대안적으로, ?h핑 메커니즘 (656) 은 배치 ?h핑 작동을 위해 구성될 수 있다. 절단된 팩을 길이로 섹션화하면 특정 치수의 팩을 형성한다. ?h드 팩의 길이는 임의의 원하는 치수를 가질 수 있다.
?h핑 메커니즘들은 본 기술분야에 공지되어 있고 본원에 설명되지 않을 것이다. ?h핑 메커니즘 (656) 은 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기 또는 그것의 조합들일 수 있다.
선택적으로, ?h핑 메커니즘 (656) 으로 절단된 팩의 운반 전, 절단된 팩의 작은 표면들은 도 7 에 도시된 대로 에징 메커니즘들 (666a, 666b) 에 의해 에징 재료(들)와 직면하게 될 수 있다. 다른 예시적 실시형태에서, 절단된 팩은, 에징 재료를 제공하여 페이싱하는 대신에, 엔벨로프에 배치된다. 에징 재료들은 종이, 폴리머 재료들 또는 부직포 웨브들을 포함한 임의의 원하는 재료들일 수 있다. 에징 메커니즘들 (666a, 666b) 은 임의의 원하는 구조들, 메커니즘들 또는 기기들 또는 그것의 조합들일 수 있다. 도시된 실시형태에서, 에징 재료들 (667a, 667b) 은 접착제에 의해 절단된 팩에 적용된다. 다른 실시형태들에서, 에징 재료들 (667a, 667b) 은, 초음파 용접의 비제한적인 예를 포함한 다른 방법들에 의해 절단된 팩에 적용될 수 있다. 도 7 에 도시된 실시형태는 절단된 팩의 작은 표면들에 에징 재료들 (667a, 667b) 을 적용한 것을 보여주지만, 절단된 팩의 작은 표면들에 에징 재료들 (667a, 667b) 을 적용하는 것은 선택적이고 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하는 방법은 절단된 팩의 작은 표면들에 에징 재료들 (667a, 667b) 을 적용하지 않고 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
다시 도 6 을 참조하면, 제 4 컨베이어 (652) 는 특정 치수의 팩을 제 5 컨베이어 (658) 로 운반하도록 구성된다. 제 5 컨베이어 (658) 는 특정 치수의 팩을 패키징 메커니즘 (660) 으로 운반하도록 구성된다. 패키징 메커니즘 (660) 은 미래 작동을 위해 특정 치수의 팩을 패키징하도록 구성된다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "미래 작동" 은, 저장, 운송, 판매 및 설치의 비제한적인 예들을 비롯해, 특정 치수의 팩을 형성한 후 임의의 활동을 포함하도록 규정된다.
도시된 실시형태에서, 패키징 메커니즘 (660) 은 특정 치수의 팩을 롤 형태의 패키지로 형성하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 패키징 메커니즘 (660) 은, 슬래브, 속솜 및 불규칙한 형상 또는 다이 커팅된 조각들의 비제한적인 실시예들과 같은, 다른 원하는 형상을 가지는 패키지들을 형성할 수 있다. 패키징 메커니즘 (660) 은 임의의 원하는 구조, 메커니즘 또는 기기 또는 그것의 조합들일 수 있다.
다시 도 6 을 참조하면, 컨베이어들 (636, 644, 648, 652, 658) 은 기계 방향 (Dl) 으로 "스텝 다운" 관계로 되어 있다. "스텝 다운" 관계는, 연속 컨베이어의 상부면이 선행 컨베이어의 수직으로 상부면 아래에 있도록 위치결정되는 것을 의미한다. 컨베이어들의 "스텝 다운" 관계는 유리하게도 팩의 운반에 자체 스레딩 (self-threading) 특징을 제공한다. 도시된 실시형태에서, 인접한 컨베이어들 사이 수직 오프셋은 약 3.0 인치 ~ 약 10.0 인치의 범위에 있다. 다른 실시형태들에서, 인접한 컨베이어들 사이 수직 오프셋은 약 3.0 인치보다 작거나 약 10.0 인치보다 클 수 있다.
도 6 및 도 7 에 도시된 대로, 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하기 위한 방법은 습식 바인더의 사용을 제거하여서, 세척수 및 세척수 관련 구조들, 예로 형성 후드들, 리턴 펌프들 및 배관에 대한 전통적인 필요성을 없앤다. 냉각수를 제외한, 물의 사용을 제거하고, 윤활제, 색상 및 다른 선택적 화학물질을 적용하면 유리하게도 구현 비용, 운전 비용과 유지보수 및 수리 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 제조 라인 (또는 "풋프린트 (footprint)") 의 전체 크기를 상당히 감소시킬 수 있다.
추가로 도 6 및 도 7 에 도시된 대로, 섬유성 재료들 (610) 로부터 팩을 형성하기 위한 방법은 유리하게도 형성 장치 (632a, 632b) 에 길고 가는 섬유의 균일하고 일관된 피착을 허용한다. 도시된 실시형태에서, 섬유 (622) 는 약 0.25 인치 ~ 약 10.0 인치 범위의 길이와 약 9 HT ~ 약 35 HT 범위의 직경 치수를 갖는다. 다른 실시형태들에서, 섬유 (22) 는 약 1.0 인치 ~ 약 5.0 인치 범위의 길이와 약 14 HT ~ 약 25 HT 범위의 직경 치수를 갖는다. 또 다른 실시형태들에서, 섬유 (22) 는 약 0.25 인치 미만이거나 약 10.0 인치 초과 길이와 약 9 HT 미만이거나 약 35 HT 초과의 직경 치수를 가질 수 있다. 이론에 얽매이지 않으면서, 비교적 길고 가는 섬유의 사용은 유리하게도 더 짧고 더 두꺼운 섬유를 가지는 유사한 크기의 팩보다 더 양호한 열 및 소리 절연 성능을 갖는 팩을 제공하는 것으로 여겨진다.
도 6 및 도 7 에 도시된 실시형태는 일반적으로 섬유성 재료들의 팩들을 형성하는 것으로 전술하였지만, 동일한 장치가 "비본딩 충전 단열재 (unbonded loosefill insulation)" 를 형성하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "비본딩 충전 단열재" 는 공기 스트림의 적용을 위해 구성된 임의의 컨디셔닝된 절연 재료를 의미하도록 규정된다.
팩들 및 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하기 위한 방법들 (610) 의 예시적 실시형태들이 일반적으로 설명되었지만, 방법 (610) 의 다른 실시형태들 및 변형예들이 이용가능하고 일반적으로 후술되는 것을 이해해야 한다.
도 7 을 참조하면, 방법 (610) 의 다른 실시형태에서, 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 은 제 1 컨베이어 (36) 에 연속 웨브의 교번 층들의 정확한 피착을 제공하여서, 하류 트림 메커니즘 (40) 의 제거를 허용하도록 구성된다.
다시 도 7 을 참조하면, 방법 (610) 의 다른 실시형태에서, 팩의 다양한 층들은 "계층화 (stratified)" 될 수 있다. 본원에서 사용된 대로, 용어 "계층화" 는, 각각의 층들 및/또는 층의 부분들이 섬유 직경, 섬유 길이, 섬유 배향, 밀도, 두께 및 유리 조성의 비제한적인 예들을 포함해 다른 특징들을 가지고 구성될 수 있음을 의미하는 것으로 규정된다. 층을 형성하는 연관된 메커니즘들, 즉, 연관된 섬유화기, 형성 장치 및 교차 래핑 메커니즘은 특정한 원하는 특징들을 가지는 층 및/또는 층의 부분들을 제공하도록 구성될 수 있는 것으로 고려된다. 그러므로, 팩은 다른 특징들을 갖는 층들 및/또는 층들의 부분들로 형성될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c 는 하나 이상의 두꺼운 저밀도 코어들 (1002) 및 하나 이상의 얇은 고밀도 인장 층(들) (1004) 을 포함하는 절연 제품들 (1000) 의 예시적 실시형태들을 도시한다. 두꺼운 저밀도 코어 (1002) 는 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 저밀도 코어 (1002) 는 전술한 임의의 낮은 면적 중량 팩들로 만들어질 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 저밀도 코어 (1002) 는 니들링되고 그리고/또는 적층되는 파이버글라스 섬유로 만들어진다. 예시적 일 실시형태에서, 저밀도 코어 (1002) 는 무바인더이다. 다른 예시적 실시형태에서, 저밀도 코어의 섬유 (322) 는 바인더에 의해 함께 본딩된다.
얇은 고밀도 인장 층 (1004) 은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 얇은 고밀도 인장 층 (1004) 은 함께 니들링되는 파이버글라스 섬유로 만들어진다. 하지만, 고밀도 인장부 (1000) 의 섬유는 알맞은 인장 강도를 달성하기 위해서 다른 프로세스들 및/또는 제품들로 프로세싱될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 고밀도 인장 층 (1004) 은 도 3d 의 실시형태의 고밀도 팩 (300) 으로 만들어진다.
예시적 실시형태에서, 고밀도 인장 층(들) (1004) 은 저밀도 코어 (1002) 에 부착된다. 고밀도 인장 층(들) (1004) 은 매우 다양한 다른 방식으로 저밀도 코어 (1002) 에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 층들 (1002, 1004) 은 접착제로, 부가적 니들링 단계에 의해, 열 본딩 (층들 (1002, 1004) 중 하나 또는 둘 다 바인더를 포함할 때) 등에 의해 서로 부착될 수도 있다. 층들을 서로 부착하는 임의의 방식이 이용될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 층들 (1002, 1004) 은 뚜렷한 특성을 절연 제품 (1000) 에 제공한다. 예시적 일 실시형태에서, 도 10a 내지 도 10c 에 의해 도시된 절연 제품들 (1000) 은 도 17 및/또는 도 18 의 엉킴 메커니즘들을 사용해 만들어진다. 얇은 고밀도 층 (1004) 은, 두꺼운 저밀도 코어에 얇은 고밀도 층 (1004) 을 일체로 제공하기 위해서 두꺼운 저밀도 코어 (1002) 에서 도 17 및 도 18 에 대해 설명한 것들과 같은 차동 엉킴 메커니즘을 사용해 만들어질 수도 있다.
예시적 실시형태에서, 두꺼운 저밀도 층 (1002) 은 높은 열 저항 값 (R) 을 제공하지만, 낮은 인장 강도를 가지고, 얇은 고밀도 인장 층 (1004) 은 낮은 열 저항 값 (R) 을 제공하지만 높은 인장 강도를 갖는다. 두 층들의 조합은 높은 인장 강도와 높은 R 값을 모두 갖는 절연 제품 (1000) 을 제공한다.
도 10d 내지 도 10f 는, 하나 이상의 두꺼운 저밀도 코어들 (1002) 및 하나 이상의 얇은 외장 층(들) (1004) 을 포함하는 절연 제품들 (1000) 의 예시적 실시형태들을 도시한다. 두꺼운 저밀도 코어 (1002) 는, 도 10a 내지 도 10c 에 의해 도시된 실시형태에 대해 설명한 대로 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 외장 층들 (1004) 은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 외장 층 (1004) 의 재료는 절연 제품에 매우 다양한 다른 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 외장 재료는 절연 제품에 원하는 양의 강도, 반사율, 소리 성능, 물 불투과성 및/또는 증기 불투과성을 제공하도록 선택될 수도 있다. 외장 층은 플라스틱, 금속 포일, 스크림 (scrim), 종이, 이 재료들의 조합 등을 포함한 매우 다양한 다른 재료들로 만들어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 임의의 공지된 외장 층이 사용될 수도 있다.
예시적 실시형태에서, 외장 층(들) (1004) 은 저밀도 코어 (1002) 에 부착된다. 외장 층(들) (1004) 은 매우 다양한 다른 방식으로 저밀도 코어 (1002) 에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 층들 (1002, 1004) 은 접착제로, 열 본딩, 스티칭 등에 의해 서로 부착될 수도 있다. 층들을 서로 부착하는 임의의 방식이 이용될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 층들 (1002, 1004) 은 뚜렷한 특성을 절연 제품 (1000) 에 제공한다. 예시적 실시형태에서, 두꺼운 저밀도 층 (1002) 은 높은 열 저항 값 (R) 을 제공하지만, 낮은 인장 강도를 가지고 외장 층 (1004) 은 인장 강도와 다른 특성을 제공한다.
도 10g 내지 도 10i 에 의해 도시된 실시예들은 다른 밀도를 가지는 계층 면에서 설명된다. 하지만, 계층은 다른 특성을 가질 수 있고, 이것은 다른 밀도를 포함할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 이런 가변 특성은 팩의 두께를 통해 섬유의 밀도, 섬유 길이, 섬유 직경 및/또는 섬유 유형을 바꾸어 줌으로써 달성될 수도 있다. 도 10g 내지 도 10i 는, 하나 이상의 저밀도 계층 (1052) 및 하나 이상의 고밀도 계층 (1054) 을 포함하는 계층화 속솜 또는 팩들 (1050) 의 예시적 실시형태들을 도시한다. 하지만, 저밀도 계층 (1052) 과 고밀도 계층 (1054) 사이 천이는 점진적일 수도 있다. 도 10a 내지 도 10f 에 의해 도시된 실시예들에서, 절연 제품들 (1000) 은 분리된 층들로부터 형성된다. 도 10g 내지 도 10i 에 의해 도시된 예시적 실시형태에서, 계층화 속솜 또는 팩들 (1050) 은 속솜 또는 팩의 두께를 통해 다양한 특성으로 형성된다. 저밀도 계층 (1052) 은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 저밀도 계층 (1052) 은, 전술한 낮은 면적 중량 팩들 중 임의의 팩들을 만드는 동일한 방식으로 만들어질 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 저밀도 계층 (1052) 은 파이버글라스 섬유로 만들어진다. 예시적 일 실시형태에서, 저밀도 계층 (1052) 은 무바인더이다. 다른 예시적 실시형태에서, 저밀도 계층 (1052) 의 섬유 (322) 는 바인더에 의해 함께 본딩된다.
얇은 고밀도 계층 (1054) 은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 고밀도 계층 (1054) 은 함께 니들링되는 파이버글라스 섬유로 만들어진다. 하지만, 고밀도 계층 (1054) 의 섬유는 알맞은 인장 강도를 달성하기 위해서 다른 프로세스들 및/또는 제품들로 프로세싱될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 고밀도 계층 (1054) 은, 도 3d 실시형태의 고밀도 팩 (300) 을 만드는 동일한 방식으로 만들어진다.
예시적 실시형태에서, 고밀도 계층 (1054) 의 섬유는 저밀도 계층 (1052) 의 섬유에 부착되고 그리고/또는 엉킨다. 고밀도 계층 (1054) 의 섬유는 매우 다양한 다른 방식으로 저밀도 계층 (1052) 의 섬유에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 계층 (1002, 1004) 의 섬유는, 팩에 적용되는 바인더와 같은 접착제로 그리고/또는 팩 (1050) 이 만들어질 때 수행되는 니들링 등에 의해 서로 부착될 수도 있다. 계층 (1052, 1054) 의 섬유를 부착하고 그리고/또는 엉키게 하는 임의의 방식이 이용될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 계층 (1052, 1054) 은 뚜렷한 특성을 절연 제품 (1000) 에 제공한다. 예시적 일 실시형태에서, 도 10g 내지 도 10i 에 의해 도시된 절연 제품들 (1000) 은 도 17 및/또는 도 18 의 엉킴 메커니즘들을 사용해 만들어진다. 고밀도 계층 (1054) 은, 저밀도 계층 (1052) 및 고밀도 계층 (1054) 을 일체로 제공하기 위해서 원래 균질한 저밀도 팩에서, 도 17 및 도 18 에 대해 설명한 것과 같은 차동 엉킴 메커니즘을 사용해 만들어질 수도 있다.
도 10a 내지 도 10i 의 실시형태들의 절연 속솜들, 팩들 및 제품들은 서로 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 10a 내지 도 10f 에 의해 도시된 절연 제품들의 임의의 층들은 계층화될 수 있고, 도 10g 내지 도 10i 의 계층화 속솜들 또는 팩들은 하나 이상의 외장 층들 또는 분리된 조밀한 층들 등을 구비할 수 있다. 매우 다양한 다른 절연 구성들은 도 10a 내지 도 10i 에 의해 도시된 실시형태들로부터 구성될 수 있다.
예시적 실시형태에서, 두꺼운 저밀도 계층 (1052) 은 높은 열 저항 값 (R) 을 제공하지만, 낮은 인장 강도를 가지고 얇은 고밀도 인장 계층 (1004) 은 낮은 열 저항 값 (R) 을 제공하지만, 높은 인장 강도를 갖는다. 두 계층의 조합은 속솜 또는 팩 (1050) 에 높은 인장 강도와 높은 R 값을 모두 제공한다. 계층들은 속솜 또는 팩에 여러 가지 다른 특성을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 교번하는 얇은 고밀도 계층과 두꺼운 저밀도 계층은 우수한 소리 특성을 갖는 속솜 또는 팩을 유발한다.
예시적 일 실시형태에서, 건식 바인더는 팩에 원하는 특징을 부여하도록 첨가제를 포함하거나 첨가제로 코팅될 수 있다. 첨가제의 한 가지 비제한적인 예는 예를 들어 중조와 같은 난연 재료이다. 첨가제의 다른 비제한적인 예는 팩을 통한 자외선 투과를 억제하는 재료이다. 첨가제의 또 다른 비제한적인 예는 팩을 통한 적외선 투과를 억제하는 재료이다.
도 6 을 참조하면 방법 (610) 의 다른 실시형태에서 그리고 위에서 논의한 대로, 핫 가스의 유동은, 환형 송풍기들 (미도시) 또는 환형 버너들 (미도시) 의 비제한적인 예들과 같은, 선택적 송풍 메커니즘들에 의해 생성될 수 있다. 본 기술분야에서는 환형 송풍기들 및 환형 버너들에 의해 생성된 열을 "섬유화 열" 로서 지칭하는 것이 공지되어 있다. 이 실시형태에서, 섬유화 열이 포획되고 다른 메커니즘들 또는 기기들에서 사용하기 위해 재순환된다는 점이 고려된다. 섬유화 열은 방법 (610) 의 여러 로케이션들에서 포획될 수 있다. 도 6 및 도 7 에 도시된 대로, 덕트 설비 (670) 는 섬유화기들 (618) 로부터 발산되는 열을 포획하여 예를 들어 선택적 경화 오븐 (650) 과 같은 다른 메커니즘들에서 사용하기 위해 열을 운반하도록 구성된다. 유사하게, 덕트 설비 (672) 는 덕트 (30) 내에서 핫 가스의 유동으로부터 발산되는 열을 포획하도록 구성되고 덕트 설비 (674) 는 형성 장치 (632a, 632b) 로부터 발산되는 열을 포획하도록 구성된다. 재순환된 열은 또한 예를 들어 사무실 난방과 같은, 섬유성 팩들을 형성하는 것과 다른 목적으로 사용될 수 있다.
특정 실시형태들에서, 덕트 (630) 는 핫 가스와 혼입된 유리 섬유 (622) 의 유동 모멘텀을 크게 간섭하지 않으면서 열을 포획하도록 구성된 예를 들어, 열 추출 픽스처와 같은 열 포획 기기들을 포함할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 섬유화 열을 포획하기에 충분한 임의의 원하는 구조, 기기 또는 메커니즘이 사용될 수 있다.
도 6 을 참조하면 방법 (610) 의 다른 실시형태에서, 섬유 또는 다른 원하는 특징들을 가지는 다른 재료들이 가스 유동에 혼입된 유리 섬유 (622) 와 혼합될 수 있다. 이 실시형태에서, 예를 들어, 합성 또는 세라믹 섬유, 착색제 및/또는 입자와 같은 다른 재료들의 소스 (676) 가 제공되어서 이러한 재료들이 덕트 (678) 로 도입될 수 있도록 허용한다.
덕트 (678) 는 가스 유동에 혼입된 유리 섬유 (622) 와 혼합을 허용하도록 덕트 (630) 에 연결될 수 있다. 이런 식으로, 결과적으로 생성된 팩의 특징은, 비제한적인 예의 소리, 열 강화 또는 UV 억제 특징과 같은 원하는 특성을 위해 제작되거나 맞추어질 수 있다.
또 다른 실시형태들에서, 다른 재료들이 제 1 컨베이어 (636) 에서 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 에 의해 피착된 층들 사이에 위치결정될 수 있는 것으로 고려된다. 다른 재료들은 예를 들어, 외장들, 증기 장벽들 또는 네팅과 같은 시트 재료들, 또는 분말들, 입자들 또는 접착제들의 비제한적인 예들을 포함하는 다른 비시트 재료들을 포함할 수 있다. 다른 재료들은 임의의 원하는 방식으로 층들 사이에 위치결정될 수 있다. 이런 식으로, 결과적으로 생성된 팩의 특징은 원하는 대로 추가로 제작되거나 맞추어질 수 있다.
도 6 에 도시된 실시형태들은 바인더 어플리케이터 (646) 에 의한 건식 바인더의 적용을 보여주지만, 다른 실시형태들에서는, 건식 바인더가 가스의 유동에 혼입된 유리 섬유 (622) 에 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 이 실시형태에서, 건식 바인더의 소스 (680) 는 덕트 (682) 로 도입될 수 있다. 덕트 (682) 는 가스의 유동에 혼입된 유리 섬유 (622) 와 건식 바인더의 혼합을 허용하도록 덕트 (630) 에 연결될 수 있다. 건식 바인더는 정전 프로세스들을 포함한 임의의 원하는 방식으로 유리 섬유에 부착되도록 구성될 수 있다.
도 6 에 도시된 실시형태들은 교차 래핑 메커니즘들 (634a, 634b) 에 의한 연속 웨브의 사용을 보여주지만, 다른 실시형태들에서, 웨브는 형성 장치 (632a, 632b) 로부터 제거될 수 있고 나중에 사용하기 위해 저장될 수 있다.
위에서 논의한 대로, 선택적으로 트리밍된 재료들은 덕트들 (630) 에서 가스 및 유리 섬유의 유동으로 복귀되어 형성 장치 (632a, 632b) 에서 재순환될 수 있다. 예시적 실시형태에서, 선택적 바인더가 팩에 포함될 때, 형성 장치 (332a, 332b) 의 작동 온도는 건식 바인더의 연화 온도 미만으로 유지되어서, 경화 오븐 (550) 의 하류 작동 전 건식 바인더가 경화되는 것을 방지한다. 이 실시형태에서, 경화 오븐 (650) 의 최대 작동 온도는 약 165 ℉ ~ 약 180 ℉ 의 범위에 있다. 다른 실시형태들에서, 경화 오븐 (650) 의 최대 작동 온도는 약 165 ℉ 보다 낮거나 약 180 ℉ 보다 높을 수 있다.
예시적 일 실시형태에서, 본원에서 설명한 길고 가는 섬유 (322) 는 전술한 것과 다른 용도로 사용된다. 예를 들어, 도 11 은, 전술한 길고 가는 유리 섬유 (322) 가 웨브 및/또는 팩으로 형성되기 보다는 매우 다양한 다른 용도로 사용하기 위해 에어 레이드되고, 소면 (card) 되거나 다르게 프로세싱되는 스테이플 섬유로서 제공될 수 있음을 보여준다. 한 가지 용도에서, 비본딩 스테이플 섬유는 Kevlar 및 Konex 와 같은 아라미드 섬유 및/또는 Celbond 와 같은 열 본딩 섬유와 혼방된다. 이런 혼방된 섬유는 스테이플 얀 및/또는 드라이 레이드 부직포 재료들을 형성하는데 사용될 수도 있다.
도 11 의 실시형태에서 용융기 (314) 는 용융된 유리 (312) 를 전로 (316) 로 공급한다. 용융된 유리 (312) 는 유리 섬유 (322) 를 형성하도록 프로세싱된다. 용융된 유리 (312) 는 섬유 (322) 를 형성하기 위해서 여러 가지 다른 방식으로 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 회전 섬유화기들 (318) 은 용융된 유리 (312) 를 수용하고 추후에 유리 섬유 (322) 의 베일들 (320) 을 형성한다. 길고 가는 유리 섬유 (322) 를 충분한, 임의의 원하는, 회전식 또는 다른 섬유화기가 사용될 수 있다.
도 11 을 참조하면, 어플리케이터 (1100) 는, 사이징으로도 지칭되는, 윤활제를 적용하고, 비본딩 유리 섬유에 적용된다. 도시된 실시형태에서, 사이징은 섬유화기 아래 유리 섬유에 적용된다. 하지만, 다른 실시형태들에서, 사이징은 예로 덕트 (330) 내 다른 로케이션들에서 유리 섬유에 적용된다. 사이징은, 섬유의 니들링 또는 소면과 같은 섬유의 프로세싱을 보조하는 섬유를 보강하고 그리고/또는 윤활성을 제공한다. 비본딩 스테이플 섬유 (322) 는 화살표 (1102) 에 의해 나타낸 대로 덕트 (330) 의 출구에 제공되고 여기에서 섬유는 단독으로 또는 아라미드 섬유와 같은 다른 섬유와 조합하여 여러 가지 다른 용도로 사용하기 위해 컨테이너 (1103) 에 수집된다.
사이징은 매우 다양한 다른 형태들을 취할 수도 있다. 예를 들어, 사이징은 실리콘 및/또는 실란을 포함할 수도 있다. 하지만, 임의의 사이징은 용도에 따라 이용될 수도 있다. 사이징은, 유리 섬유가 사용될 용도를 기반으로 조절될 수도 있다.
작은 섬유 직경과 긴 섬유 길이는, 섬유의 과도한 파괴로 인해 섬유가 이전에 사용될 수 없었던 용도에 사이징된 섬유가 사용될 수 있도록 허용한다. 예시적 일 실시형태에서, 더 미세한 섬유는 파괴되지 않으면서 더 쉽게 구부러지기 때문에, 대략 4 미크론 직경을 갖는 섬유 (322) 는 종래의 섬유보다 더 양호한 휨 모듈러스와 결과적인 강도를 갖는다. 섬유의 이런 개선된 휨 모듈러스와 강도는, 소면 프로세스 및 에어 레이드 프로세스와 같은, 전형적으로 종래의 섬유에 유해한 프로세스들을 섬유가 견디도록 돕는다. 게다가, 유리 섬유의 미세한 직경은 열 및 소리 성능을 모두 개선한다.
유리 웨브들, 팩들, 및 스테이플 섬유들은 매우 다양한 다른 용도들로 사용될 수 있다. 용도의 예로는 가열 기구들, 예로 오븐들, 레인지들 및 온수기들, 난방, 환기, 및 공기 조화 (HVAC) 구성요소들, 예로 HVAC 덕트들, 소리 절연 패널들 및 재료들, 예로 건물 및/또는 차량용 소리 절연 패널들, 및 몰딩된 파이버글라스 구성요소들, 예로 압축 몰딩되거나 진공 몰딩된 파이버글라스 구성요소들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예시적 일 실시형태에서, 가열 기구들, 예로 오븐들, 레인지들 및 온수기들, 난방, HVAC 구성요소들, 예로 HVAC 덕트들, 소리 절연 패널들 및 재료들, 예로 건물 및/또는 차량용 소리 절연 패널들, 및/또는 몰딩된 파이버글라스 구성요소들, 예로 압축 몰딩되거나 진공 몰딩된 파이버글라스 구성요소들이 사용되거나 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 만들어진 무바인더 파이버글라스 팩으로 제조된다. 예시적 실시형태에서, 파이버글라스 팩은 무바인더이므로, 파이버글라스 팩에 포름알데히드가 없다. 예시적 일 실시형태에서, 가열 기구들, 예로 오븐들, 레인지들 및 온수기들, 난방, HVAC 구성요소들, 예로 HVAC 덕트들, 소리 절연 패널들 및 재료들, 예로 건물 및/또는 차량용 소리 절연 패널들, 및/또는 몰딩된 파이버글라스 구성요소들, 예로 압축 몰딩되거나 진공 몰딩된 파이버글라스 구성요소들이 사용되거나 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 만들어진 건식 바인더 파이버글라스 팩으로 제조된다. 이 예시적 실시형태에서, 건식 바인더는 포름알데히드가 없을 수도 있고 또는 무첨가 포름알데히드 건식 바인더일 수도 있다. 무첨가 포름알데히드 바인더에서, 바인더 그 자체는 포름알데히드를 갖지 않지만, 바인더가 연소된다면 포름알데히드가 부산물일 수도 있다.
본 특허 출원에서 설명된 파이버글라스 절연 팩들은 매우 다양한 다른 조리용 레인지들에서 그리고 임의의 주어진 조리용 레인지에서 여러 가지 다른 구성들에 사용될 수 있다. 공개된 US 특허 출원 공개 제 2008/0246379 호는 레인지에 사용된 절연 시스템의 예를 개시한다. 공개된 US 특허 출원 공개 제 2008/0246379 호는 본원에 참고로 전부 원용된다. 본원에서 설명된 파이버글라스 팩들은, 종래 기술로 분류된 구성들을 포함해, 공개된 US 특허 출원 공개 제 2008/0246379 호에 의해 설명된 임의의 가열 기구 절연 구성들에 사용될 수 있다. 도 12 내지 도 14 는 공개된 US 특허 출원 공개 제 2008/0246379 호의 도 1 내지 도 3 에 대응한다.
도 12 를 참조하면, 열 오븐 (1210) 은 실질적으로 평평한, 상단 조리면 (1212) 을 포함한다. 도 12 내지 도 14 에 도시된 대로, 열 오븐 (1210) 은 한 쌍의 대향한 측면 패널들 (1252, 1254), 후면 패널 (1224), 바닥 패널 (1225), 및 정면 패널 (1232) 을 포함한다. 대향한 측면 패널들 (1252, 1254), 후면 패널 (1224), 바닥 패널 (1225), 정면 패널 (1232) 및 조리면 (1212) 은 외부 오븐 캐비닛 (1233) 을 형성하도록 구성된다. 정면 패널 (1232) 은 정면 패널 (1232) 에 피봇선회하게 연결된 절연 처리된 오븐 도어 (1218) 를 포함한다. 오븐 도어가 정면 패널 (1232) 및 오븐 캐비티 (1216) 로부터 이격되게 피봇선회될 수 있도록 오븐 도어 (1218) 는 하단부가 정면 패널 (1232) 에 힌지결합된다. 도 12 에 의해 도시된 실시예에서, 오븐 도어 (1218) 는 창을 포함한다. 도 12a 에 의해 도시된 실시예에서, 오븐 도어 (1218) 는 창을 포함하지 않고 도어의 전체 내부는 절연재를 구비한다.
도 13 및 도 14 에 도시된 대로, 외부 오븐 캐비닛 (1233) 은 내부 오븐 라이너 (1215) 를 지지한다. 내부 오븐 라이너 (1215) 는 대향한 라이너 측면들 (1215a, 1215b), 라이너 상단 (1215c), 라이너 바닥 (1215d) 및 라이너 후면 (1215e) 을 포함한다. 대향한 라이너 측면들 (1215a, 1215b), 라이너 상단 (1215c), 라이너 바닥 (1215d), 라이너 후면 (1215e) 및 오븐 도어 (1218) 는 오븐 캐비티 (1216) 를 규정하도록 구성된다.
또한 도 13 및 도 14 에 나타낸 것처럼, 오븐 라이너 (1215) 의 외부는, 본원에 개시된 임의의 실시형태들에 따라 제조될 수 있는 절연 재료 (1238) 에 의해 덮여있다. 오븐 도어 (1238) 도 또한 본원에 개시된 임의의 실시형태들에 따라 제조될 수 있는 절연 재료 (1238) 로 충전될 수도 있다. 절연 재료 (1238) 는 오븐 라이너 (1215) 의 외측면과 접촉하게 배치된다. 절연 재료 (1238) 는, 오븐 캐비티 (1216) 내에 열을 유지하고 전도, 대류 및 복사에 의해 외부 오븐 캐비닛 (1233) 으로 전달되는 열량을 제한하는 것을 포함한 많은 용도로 사용된다.
도 13 및 도 14 에 의해 도시된 실시예에 나타낸 대로, 에어 갭 (1236) 은 절연 재료 (1238) 와 외부 오븐 캐비닛 (1233) 사이에 형성된다. 에어 갭 (1236) 은 오븐 라이너 (1215) 와 외부 오븐 캐비닛 (1233) 사이에서 전도 열 전달을 제한하는 추가 절연체로서 사용된다. 에어 갭 (1236) 의 사용은 외부 오븐 캐비닛 (1233) 의 외부면들에서 표면 온도를 최소화하도록 절연 재료 (1238) 를 보충한다. 도 13a 및 도 14a 에 의해 도시된 실시예에서 나타낸 대로, 절연 재료 (1238) 와 외부 오븐 캐비닛 (1233) 사이에 에어 갭이 형성되지 않도록 절연 재료 (1238) 의 크기가 정해질 수도 있다. 즉, 도 13a 및 도 14a 의 실시형태에서, 절연층 (1238) 은 오븐 라이너 (1215) 와 외부 오븐 캐비닛 (1233) 사이 공간을 완전히 충전한다. 예시적 일 실시형태에서, 도 13, 도 13a, 도 14 및 도 14a 에 의해 도시된 구성들 및 US 특허 출원 공개 제 2008/0246379 호에 의해 개시된 임의의 다른 구성들에서 사용되는 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 파이버글라스 팩으로 만들어진다. 예시적 실시형태에서, 파이버글라스 팩은 무바인더이므로, 도 13, 도 13a, 도 14 및 도 14a 실시형태들의 절연층 (1238) 에는 포름알데히드가 없다.
본 특허 출원에 의해 설명된 파이버글라스 절연 팩들은 매우 다양한 다른 가열, 환기 및 공기 조화 (HVAC) 시스템들, 예로 HVAC 시스템의 덕트들에 사용될 수 있다. 또한, 본 특허 출원에 의해 설명된 절연 팩들은 임의의 주어진 HVAC 덕트들에서 다양한 다른 구성들에 제공될 수 있다. US 특허 제 3,092,529 호, 공개된 특허 협력 조약 (PCT) 국제 공개 번호 WO 2010/002958, 및 2013 년 2 월 12 일에 출원된, 계류 중인 US 특허 출원 시리얼 번호 13/764,920 은 HVAC 덕트들에 사용된 파이버글라스 절연 시스템들의 예들을 개시하고, 이들 전부 본 출원의 양수인에게 양도되었다. US 특허 제 3,092,529 호, PCT 국제 공개 번호 WO 2010/002958, 및 계류 중인 US 특허 출원 시리얼 번호 13/764,920 은 본원에 참고로 전부 원용된다. 본원에서 설명한 파이버글라스 팩들은 US 특허 제 3,092,529 호, PCT 국제 공개 번호 WO 2010/002958, 및 계류 중인 US 특허 출원 시리얼 번호 13/764,920 에 의해 설명된 임의의 HVAC 덕트 구성에서 사용될 수 있다.
예시적 일 실시형태에서, US 특허 제 3,092,529 호, PCT 국제 공개 번호 WO 2010/002958, 및 계류 중인 US 특허 출원 시리얼 번호 13/764,920 에 의해 개시된 HVAC 덕트들에서 사용되는 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 건식 바인더 파이버글라스 팩으로 구성된다. 이 예시적 실시형태에서, 건식 바인더는 포름알데히드가 없는 건식 바인더일 수도 있고 또는 무첨가 포름알데히드 건식 바인더일 수도 있다. 무첨가 포름알데히드 바인더에서, 바인더 그 자체는 포름알데히드를 갖지 않지만, 바인더가 연소된다면 포름알데히드가 부산물일 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, US 특허 제 3,092,529 호, PCT 국제 공개 번호 WO 2010/002958, 및 계류 중인 US 특허 출원 시리얼 번호 13/764,920 에 의해 개시된 HVAC 덕트들에서 사용되는 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 파이버글라스 팩으로 구성된다. 예시적 실시형태에서, 파이버글라스 팩이 무바인더이므로, 절연 재료에는 포름알데히드가 없다.
본 특허 출원에 의해 설명된 파이버글라스 절연 팩들은 매우 다양한 다른 소리 용도에 사용될 수 있고 각각의 용도에서 여러 가지 다른 구성들을 가질 수 있다. 소리 절연 속솜들의 예로는 오웬스 코닝 (Owens Corning) 의 감음 속솜 및 오웬스 코닝의 소노배트 (Sonobatts) 절연재를 포함하고, 이것은 천장 타일 및 벽과 같은 건물의 여러 패널들 뒤에 위치될 수 있다. US 특허 제 7,329,456 호 및 제 7,294,218 호는 소리 절연 용도의 예들을 설명하고 본원에 참고로 전부 원용된다. 본원에서 설명한 파이버글라스 팩들은 오웬스 코닝의 감음 속솜 및 오웬스 코닝의 소노배트 절연재 대신에 사용될 수 있고 US 특허 제 7,329,456 호 및 제 7,294,218 호에 의해 개시된 임의의 용도에 사용될 수 있다. 본 특허 출원에 의해 설명된 파이버글라스 절연 팩들을 위한 부가적 소리 용도는 덕트 라이너, 덕트 랩, 천장 패널들, 벽 패널들 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
예시적 일 실시형태에서, 해발 1,500 피트 내에서 ASTM C522 에 따라 테스트된 본 특허 출원에 의해 개시된 무바인더 팩 또는 건식 바인더 팩의 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 소리 절연 팩은 3,000 ~ 150,000 의 평균 기류 저항률 (mks Rayls/m) 을 갖는다. 예시적 일 실시형태에서, 해발 1,500 피트 내에서 ASTM C423 에 따라 테스트된 본 특허 출원에 의해 개시된 무바인더 팩 또는 건식 바인더 팩의 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 소리 절연 팩은 0.25 ~ 1.25 범위의 흡음 평균 (SAA) 을 갖는다. 예시적 일 실시형태에서, 해발 1,500 피트 내에서 ISO 354 에 따라 테스트된 본 특허 출원에 의해 개시된 무바인더 팩 또는 건식 바인더 팩의 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 소리 절연 팩은 0.25 ~ 1.25 범위의 음향 흡수 계수 (αw) 를 갖는다.
Figure 112017126115109-pct00002
예시적 일 실시형태에서, 오웬스 코닝의 감음 속솜 및 오웬스 코닝의 소노배트 절연재 대신에 그리고/또는 US 특허 제 7,329,456 호 및 제 7,294,218 호에 의해 개시된 임의의 용도에 사용되는 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 건식 바인더 파이버글라스 팩으로 구성된다. 이 예시적 실시형태에서, 건식 바인더는 포름알데히드가 없는 건식 바인더일 수도 있고 또는 무첨가 포름알데히드 건식 바인더일 수도 있다. 무첨가 포름알데히드 바인더에서, 바인더 그 자체는 포름알데히드를 갖지 않지만, 바인더가 연소된다면 포름알데히드가 부산물일 수도 있다.
예시적 일 실시형태에서, 오웬스 코닝의 감음 속솜 및 오웬스 코닝의 소노배트 절연재 대신에 그리고/또는 US 특허 제 7,329,456 호 및 제 7,294,218 호에 의해 개시된 임의의 용도에 사용되는 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 파이버글라스 팩으로 구성된다. 예시적 실시형태에서, 파이버글라스 팩은 무바인더이므로, 절연 재료에 포름알데히드가 없다.
본 특허 출원에 의해 설명된 파이버글라스 절연 팩들은 매우 다양한 몰딩된 파이버글라스 제품들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 15a 내지 도 15c 를 참조하면, 예시적 일 실시형태에서 본원에 의해 설명된 무바인더 및/또는 건식 바인더 파이버글라스 팩들이 압축 몰딩된 파이버글라스 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 도 15a 를 참조하면, 본원에 의해 설명된 임의의 예시적 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 팩 (1522) 은 제 1 및 제 2 몰드 절반부들 (1502) 사이에 위치결정된다. 예시적 일 실시형태에서는, 단지 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 팩 (1522) 만 몰드 절반부들 사이에 위치결정된다. 즉, 플라스틱 시트 또는 플라스틱 수지와 같은 부가적 재료들은 파이버글라스 팩으로 몰딩되지 않는다.
도 15b 를 참조하면, 몰드 절반부들은 화살표 (1504) 로 나타낸 것처럼 파이버글라스 팩 (1522) 을 압축한다. 열은 화살표 (1506) 로 나타낸 것처럼 몰드 절반부들 및/또는 파이버글라스 팩에 선택적으로 적용된다. 예를 들어, 팩 (1522) 이 무바인더 파이버글라스 팩일 때, 몰드 절반부들 및/또는 파이버글라스 팩은 고온, 예로 700 ℉ 초과 온도, 예로 700 ℉ ~ 1100 ℉, 예시적 일 실시형태에서, 약 900 ℉ 로 가열될 수도 있다. 팩 (1522) 이 건식 바인더 파이버글라스 팩일 때, 몰드 절반부들 및/또는 파이버글라스 팩은 보다 낮은 온도, 예로 팩의 건식 바인더의 용융 온도로 가열될 수도 있다.
도 15c 를 참조하면, 몰드 절반부들은 화살표 (1508) 로 나타낸 것처럼 떨어지게 이동하고 압축 몰딩된 파이버글라스 부분 (1510) 이 제거된다. 예시적 일 실시형태에서, 압축 몰딩된 파이버글라스 부분 (1510) 은 단지 팩 (1522) 의 재료로만 구성되거나 본질적으로 구성된다.
도 15a 내지 도 15c 에 의해 도시된 실시예에서, 압축 몰딩된 파이버글라스 부분은 윤곽이 형성된다. 하지만, 다른 예시적 실시형태들에서 압축 몰딩된 파이버글라스 부분은 실질적으로 평평할 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 무바인더 또는 건식 바인더 압축 몰딩된 파이버글라스 부분 (1610) 은 원래 제공된 파이버글라스 팩 (1522) 의 밀도보다 실질적으로 더 높은, 예로 원래 제공된 파이버글라스 팩 (1522) 의 밀도의 4 배 이상의 밀도를 갖는다.
도 16a 내지 도 16c 를 참조하면, 예시적 일 실시형태에서 본원에 의해 설명된 무바인더 및/또는 건식 바인더 파이버글라스 팩들은 진공 몰딩된 파이버글라스 제품을 만드는데 사용될 수 있다. 도 16a 를 참조하면, 본원에 의해 설명된 임의의 예시적 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 팩 (1522) 은 진공 몰드 요소 (1602) 에 위치결정된다. 예시적 일 실시형태에서는, 단지 무바인더 또는 건식 바인더 파이버글라스 팩 (1522) 만 몰드 요소 (1602) 에 위치결정된다. 즉, 플라스틱 시트 또는 플라스틱 수지와 같은 부가적 재료들은 파이버글라스 팩으로 몰딩되지 않는다.
도 16b 를 참조하면, 몰드 요소는 화살표 (1604) 로 나타낸 것처럼 파이버글라스 팩 (1522) 에 진공을 적용한다. 열은 화살표 (1606) 로 나타낸 것처럼 몰드 요소 (1602) 및/또는 파이버글라스 팩에 선택적으로 적용된다. 예를 들어, 팩 (1522) 이 무바인더 파이버글라스 팩일 때, 진공 몰드 요소 (1602) 및/또는 파이버글라스 팩 (1522) 은 고온, 예로 700 ℉ 초과 온도, 예로 700 ℉ ~ 1100 ℉, 예시적 일 실시형태에서, 약 900 ℉ 로 가열될 수도 있다. 팩 (1522) 이 건식 바인더 파이버글라스 팩일 때, 몰드 절반부들 및/또는 파이버글라스 팩은 보다 낮은 온도, 예로 팩의 건식 바인더의 용융 온도로 가열될 수도 있다.
도 15c 를 참조하면, 진공 몰드 요소 (1602) 는 진공 적용을 중단하고 진공 몰딩된 파이버글라스 부분 (1610) 이 제거된다. 예시적 일 실시형태에서, 압축 몰딩된 파이버글라스 부분 (1610) 은 단지 팩 (1522) 의 재료로만 구성되거나 본질적으로 구성된다.
도 16a 내지 도 16c 에 의해 도시된 실시예에서, 진공 몰딩된 파이버글라스 부분은 윤곽이 형성된다. 하지만, 다른 예시적 실시형태들에서 진공 몰딩된 파이버글라스 부분은 실질적으로 평평할 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 무바인더 또는 건식 바인더 진공 몰딩된 파이버글라스 부분 (1610) 은 원래 제공된 파이버글라스 팩 (1522) 의 밀도보다 실질적으로 더 높은, 예로 원래 제공된 파이버글라스 팩 (1522) 의 밀도의 4 배 이상의 밀도를 갖는다.
예시적 일 실시형태에서, 도 15a 내지 도 15c 에 의해 도시된 실시형태 또는 도 16a 내지 도 16c 에 의해 도시된 실시형태에 따라 몰딩된 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 무바인더 파이버글라스 팩으로 만들어진다. 예시적 실시형태에서, 파이버글라스 팩은 무바인더이므로, 도 15a 내지 도 15c 및 도 16a 내지 도 16c 에 의해 도시된 실시형태들의 압축 몰딩된 부분 (1510) 또는 진공 몰딩된 부분에 포름알데히드는 없다.
예시적 일 실시형태에서, 도 15a 내지 도 15c 에 의해 도시된 실시형태 또는 도 16a 내지 도 16c 에 의해 도시된 실시형태에 따라 몰딩된 절연 재료는 본 특허 출원에 의해 개시된 하나 이상의 실시형태들에 따라 제조된 건식 바인더 파이버글라스 팩으로 만들어진다. 이 예시적 실시형태에서, 건식 바인더는 포름알데히드가 없는 건식 바인더일 수도 있고 또는 무첨가 포름알데히드 건식 바인더일 수도 있다. 무첨가 포름알데히드 바인더에서, 바인더 그 자체는 포름알데히드를 갖지 않지만, 바인더가 연소된다면 포름알데히드가 부산물일 수도 있다.
도 27a 내지 도 27d 를 참조하면, 예시적 일 실시형태에서 팩들 (2700) 은 절연 패드들 (2704) 을 만들기 위해서 엔벨로프들 (2702) 에 배치된다. 절연 패드들 (2704) 은 매우 다양한 다른 용도에 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 절연 패드들 (2704) 은 고온 유체를 운반하는 큰 파이프들과 용기들을 절연하는데 사용된다. 도 27a, 도 27b 및 도 27c 는 엔벨로프로 삽입되는 팩 (2700) 을 도시한다. 하지만, 엔벨로프 (2702) 는 매우 다양한 다른 방식으로 팩 (2700) 둘레에 제공될 수 있다. 예를 들어, 콥드 (copped) 팩의 모든 에지들과 면들은 팩 (2700) 을 완전히 감싸도록 외장 재료를 구비할 수 있다. 도 27d 는 절연 패드 (2704) 를 완성하는 엔벨로프 (2702) 의 폐쇄를 도시한다. 엔벨로프는 매우 다양한 다른 방식으로 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 엔벨로프는 스티칭 폐쇄, 열 본딩 폐쇄, 접착제를 이용한 폐쇄 등이 가능하다.
팩들 (2700) 은 본 출원에 의해 개시된 임의의 절연 재료들로 만들어질 수 있다. 팩들 (2700) 은 본 출원에 의해 설명된 절연 재료들의 1 개 또는 다수의 층들로 만들어질 수 있다. 팩들은 바인더를 포함할 수도 있고 또는 무바인더일 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 팩들 (2700) 은 무바인더이고, 절연 패드들 (2704) 은 500 ℉ 초과, 700 ℉ 초과, 또는 심지어 800 ℉ 초과, 예로 1000 ℉ 인 온도에 도달하는 파이프들과 용기들을 절연하는데 사용된다.
예시적 일 실시형태에서, 이 절연 패드들은 4.5 ~ 5.5 lb/ft3, 예로 약 5 lb/ft3 의 밀도를 갖는다. 예시적 일 실시형태에서, 본 출원에 의해 개시된 절연 재료들 중 하나는 4.5 ~ 5.5 lb/ft3, 예로 약 5 lb/ft3 의 밀도를 갖도록 니들링되어서 팩들 (2700) 을 만든다.
표 3 은 다양한 온도에서 1 인치 팩과 2 인치 팩에 대해 열 전도율 K 및 열 저항 R 값들의 범위를 제공한다. 이 열 전도율 K 및 열 저항 R 값들은 ASTM-C-177 에 의해 규정된 평균 온도 차이 방법을 사용해 제공된다. ASTM-C-177 은 본원에 참고로 포함된다.
Figure 112017126115109-pct00003
절연 패드들 (2704) 은 0.5 인치 두께 ~ 5 인치 두께일 수 있다. 예를 들어, 절연 패드들 (2704) 은 1 인치 두께와 2 인치 두께로 제공될 수도 있다. 예시적 일 실시형태에서, 1 인치 두께의 패드는 단일 1 인치 두께의 팩 (2700) 을 포함한다. 예시적 일 실시형태에서, 2 인치 두께의 패드는 2 개의 적층된 1 인치 두께의 팩들 (2700) 을 포함한다. 예시적 일 실시형태에서, 본 출원에서 설명한 대로 만들어진 무바인더 팩들 (2700) 은 소수성이다. 예시적 일 실시형태에서, 팩의 표면은 발수성이다. 팩들 (2700) 의 소수성 성질 및/또는 팩 (2700) 의 표면의 발수성 성질은 패드들 (2704) 을 옥외용 및 패드 (2704) 가 수분을 받는 다른 용도에 적합하게 한다. 예시적 일 실시형태에서,　유리 섬유의 무바인더 팩은 약 2 인치 두께이고 100 ℉ 에서 4.5 ~ 5, 350 ℉ 에서 3.5 ~ 4, 525 ℉ 에서 2.75 ~ 3.25, 675 ℉ 에서 2.25 ~ 2.75, 850 ℉ 에서 1.75 ~ 2.25 의 R 값 (hr-ft2 ℉/BTU) 을 가질 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 유리 섬유의 무바인더 팩은 약 1 인치 두께이고 75 ℉ 에서 0.175 ~ 0.25, 300 ℉ 에서 0.275 ~ 0.325, 500 ℉ 에서 0.4 ~ 0.45 의 열 전도율 값 (K) 을 가질 수 있다.
엔벨로프들 (2702) 은 매우 다양한 다른 재료들로 만들어질 수 있다. 500 ℉ 이상인 표면 온도를 갖는 파이프 또는 용기에 접하게 패드 (2704) 를 배치시킬 수 있는 임의의 재료가 사용될 수 있다. 예시적 일 실시형태에서, 엔벨로프 (2702) 는 스티칭에 의해 폐쇄될 수 있다. 일 실시형태에서, 직물 스티치 (27650) 는 엔벨로프 (2702) 와 팩 (2700) 을 통과한다. 예시적 일 실시형태에서, 종래의 커버 (upholstery) 스티치가 종래의 커버 스티칭 도구를 사용해 팩(들) 및/또는 엔벨로프를 스티칭하는데 사용될 수 있다. 엔벨로프 (2702) 에 적합한 재료의 예로는 실리콘 함침 파이버글라스 직물, 실리카 직물, 스테인리스 니트 메시, 금속화 파이버글라스 직물, 예로 알루미늄화 파이버글라스 직물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
광물 섬유 웨브들, 팩들 및 스테이플 섬유들, 및 광물 섬유 웨브들, 팩들 및 스테이플 섬유들을 제조하는 방법들의 여러 예시적 실시형태들이 본원에 개시된다. 본 발명에 따른 광물 섬유 웨브들과 팩들 및 광물 섬유 웨브들과 팩들을 제조하는 방법들은 본 출원에 의해 개시된 특성들의 임의의 조합 또는 서브조합을 포함할 수도 있다.
특허법의 규정에 따라, 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법들의 원리들 및 모드들이 그것의 바람직한 실시형태로 설명되고 도시되었다. 하지만, 섬유성 재료들로부터 팩을 형성하는 개선된 방법은 그것의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않으면서 구체적으로 설명되고 도시된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (19)

  1. 500 ℉ 초과의 온도를 갖는 파이프를 절연하기 위한 절연 패드로서,
    제 1 주 표면 및 제 2 주 표면을 갖는, 유리 섬유의 무바인더 팩을 포함하고;
    상기 무바인더 팩이 4.5 ~ 5.5 파운드/입방 피트의 밀도를 가지도록 상기 유리 섬유는 니들링 (needling) 에 의해 기계적으로 엉키게 되고;
    상기 유리 섬유는 15 HT ~ 19 HT 의 직경 범위를 가지고;
    엔벨로프 (envelope) 가 상기 유리 섬유의 무바인더 팩 둘레에 배치되고;
    상기 엔벨로프는 상기 무바인더 팩의 상기 제 1 주 표면 및 상기 제 2 주 표면 모두와 접촉하고;
    상기 엔벨로프는 스티칭에 의해 폐쇄되는, 절연 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 99% ~ 100% 유리 또는 99% ~ 100% 유리 및 상기 유리 섬유를 함께 바인딩하지 않는 불활성 성분들을 포함하는, 절연 패드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 2 인치 두께이고 75 ℉ 에서 4.4 ~ 5, 300 ℉ 에서 2.5 ~ 4, 500 ℉ 에서 2.0 ~ 3.0, 700 ℉ 에서 1.4 ~ 2.0 의 R 값 (hr-ft2 ℉/BTU) 을 가지는, 절연 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 1 인치 두께이고 75 ℉ 에서 0.20 ~ 0.22, 300 ℉ 에서 0.24 ~ 0.40, 500 ℉ 에서 0.34 ~ 0.50, 700 ℉ 에서 0.49 ~ 0.70 의 열 전도율 값 (K) 을 가지는, 절연 패드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 소수성인, 절연 패드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 패드가 500 화씨도 표면 온도를 가지는 파이프에 직접 설치될 때 상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 손상되지 않는, 절연 패드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 패드가 1000 화씨도 표면 온도를 가지는 파이프에 직접 설치될 때 상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 손상되지 않는, 절연 패드.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 2 인치 두께이고 100 ℉ 에서 4.5 ~ 5, 350 ℉ 에서 3.5 ~ 4, 525 ℉ 에서 2.75 ~ 3.25, 675 ℉ 에서 2.25 ~ 2.75, 850 ℉ 에서 1.75 ~ 2.25 의 R 값 (hr-ft2 ℉/BTU) 을 가지는, 절연 패드.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 1 인치 두께이고 75 ℉ 에서 0.175 ~ 0.25, 300 ℉ 에서 0.275 ~ 0.325, 500 ℉ 에서 0.4 ~ 0.45 의 열 전도율 값 (K) 을 가지는, 절연 패드.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 소수성인, 절연 패드.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 패드가 1000 화씨도 표면 온도를 가지는 파이프에 직접 설치될 때 상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 손상되지 않는, 절연 패드.
  12. 500 ℉ 초과의 온도를 갖는 절연 처리된 파이프로서,
    외부면을 가지는 파이프;
    상기 파이프의 상기 외부면에 직접 배치된 절연 패드를 포함하고, 상기 절연 패드는:
    제 1 주 표면 및 제 2 주 표면을 갖는, 유리 섬유의 무바인더 팩을 포함하고;
    상기 무바인더 팩이 4.5 ~ 5.5 파운드/입방 피트의 밀도를 가지도록 상기 유리 섬유는 니들링에 의해 기계적으로 엉키게 되고;
    상기 유리 섬유는 15 HT ~ 19 HT 의 직경 범위를 가지고;
    엔벨로프가 상기 유리 섬유의 무바인더 팩 둘레에 배치되고;
    상기 엔벨로프는 상기 무바인더 팩의 상기 제 1 주 표면 및 상기 제 2 주 표면 모두와 접촉하고;
    상기 엔벨로프는 스티칭에 의해 폐쇄되는, 절연 처리된 파이프.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 99% ~ 100% 유리 또는 99% ~ 100% 유리 및 상기 유리 섬유를 함께 바인딩하지 않는 불활성 성분들을 포함하는, 절연 처리된 파이프.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 2 인치 두께이고 75 ℉ 에서 4.4 ~ 5, 300 ℉ 에서 2.5 ~ 4, 500 ℉ 에서 2.0 ~ 3.0, 700 ℉ 에서 1.4 ~ 2.0 의 R 값 (hr-ft2 ℉/BTU) 을 가지는, 절연 처리된 파이프.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 1 인치 두께이고 75 ℉ 에서 0.20 ~ 0.22, 300 ℉ 에서 0.24 ~ 0.40, 500 ℉ 에서 0.34 ~ 0.50, 700 ℉ 에서 0.49 ~ 0.70 의 열 전도율 값 (K) 을 가지는, 절연 처리된 파이프.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 소수성인, 절연 처리된 파이프.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연 패드가 500 화씨도 표면 온도를 가지는 파이프에 직접 설치될 때 상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 손상되지 않는, 절연 처리된 파이프.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연 패드가 1000 화씨도 표면 온도를 가지는 파이프에 직접 설치될 때 상기 유리 섬유의 무바인더 팩은 손상되지 않는, 절연 처리된 파이프.
  19. 삭제
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