KR20020021673A

KR20020021673A - 외장 시스템을 절연제품에 부착하기 위한 기법

Info

Publication number: KR20020021673A
Application number: KR1020027001152A
Authority: KR
Inventors: 파텔바라트디; 퀴웨이강
Original assignee: 휴스톤 로버트 엘; 오웬스 코닝
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-03-21
Also published as: EP1200688A1; US6357504B1; CA2379833A1; AU760092B2; AU5914300A; WO2001009450A1; MXPA02000994A; NZ516843A; CN1365412A

Abstract

절연제품은 섬유 절연재의 신장된 배트 (10) 와, 배트의 주면에 부착된 외장재 (64) 를 포함한다. 외장재는 배리어층 (80) 과 접착층 (82) (및 바람직하게는 캐리어층 (84)) 의 동시 압출된 중합체 필름이고, 접착층은 배리어층의 연화점보다 낮은 연화점을 가진다. 접착층은 1 이상의 에틸렌 N-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 저밀도 폴리에틸렌, 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트를 포함한다. 외장재가 접착층의 연화점보다 높고 배리어층의 연화점보다 낮은 온도로 가열되고, 접착층의 연화로 인해 배트내의 섬유에 접착층을 부착시킴으로써 이 외장재가 배트에 부착된다. 가열은 전도가열이나 초음파 가열일 수 있다. 초음파 가열을 위해서, 접착층은 배리어층과 다른 초음파 주파수에서 공명한다. 절연제품은 단일-외장 (60) 되거나 이중-외장 (1424) 되고, 이중-외장재의 가장자리는 피포된 제품을 형성하도록 연결될 수 있다.

Description

외장 시스템을 절연제품에 부착하기 위한 기법 {TECHNOLOGY FOR ATTACHING FACING SYSTEM TO INSULATION PRODUCT}

통상적으로 섬유 절연은, 용융된 재료를 섬유조직화하고 섬유를 수집 컨베이어상에 퇴적시켜 형성된다. 절연제품 중 일부는 폴리프로필렌과 폴리에스테르와 같은 유기섬유로 제조되지만, 통상적으로 절연제품용 섬유는 유리섬유와 같은 광섬유이다. 대부분의 섬유 절연제품은 격자나 망상조직을 형성하여 서로 접촉할 때 섬유들을 서로 접착하기 위한 접합재를 포함한다. 접합제는, 포장후 회복되도록 절연제품에 탄성을 제공해주고, 제품이 필요에 따라 건물의 절연 공동에서 취급되고 적용될 수 있도록 강성과 취급가능성을 제공해준다. 제조시, 개별 절연제품을 형성하기 위해서 절연제는 일정한 길이로 절단되어, 이 절연제품은 소비자에게 운반하기 위해서 포장된다.

종래의 절연제품 중 하나로는, 일반적으로 약 8 피트 (2.44 미터) 길이로, 주거지의 벽절연제용 또는 건물내의 다락이나 마루 절연용으로 적절한 절연배트이다. 벽 공동용으로 고안된 절연 배트의 폭은, 16 인치 (40.64 cm) 과 24 인치 (60.96 cm) 의 스터드 간격에 대해서 약 14.5 인치 (36.83 센티미터 (cm)) 또는 22.5 인치 (57.15 cm) 와 같은 통상적인 절연 공동 폭으로 설정된다. 절연제품 중 일부는 주면(主面) 중 하나에 외장재를 구비한다. 대부분의 경우에 있어서, 외장재는 증기 배리어로서 작용하고, 접합제가 없는 제품과 같은 일부 절연제품에서, 외장재는 취급가능성에 대해서 제품의 무결성을 제공한다. 외장 절연제품은 절연 공동의 가장자리, 통상적으로 절연 공동의 내부측 이나 가장자리상의 평평한 부분에 위치한 외장재와 함께 설치된다.

외장재가 증기 배리어인 절연제품은 따뜻한 내부공간을 차가운 외부공간으로부터 분리시키는 벽, 마루, 또는 천장 공동을 절연하기 위해 일반적으로 사용된다. 증기 배리어는, 일반적으로 주택의 따뜻한 내부로부터 습기를 함유한 공기가 절연제로 유입되는 것을 방지하도록 위치결정된다. 다른 방법으로, 따듯한 내부공기내의 수증기가 절연재로 유입된 후, 절연제내에서 냉각 응축될 수 있다. 이로 인해, 설계된 효율로 실행될 수 없는 손상된 절연제품을 유발한다. 온난 기후대에서, 때때로 공기 조절 시기에 건물로 유입하는 증기량을 감소하기 위해서 절연 공동의 내부측상에 증기 배리어를 설치하는 것이 바람직하다. 통상적인 아스팔트-크라프트-외장 절연제의 강성으로 인해 상기 설치에 어려움을 더한다.

일부 절연제품에서는 증기 불투과성이 아니라 수증기가 관통할 수 있는 절연을 요구한다. 예컨대, 다락 절연에 존재하는 상부상에 추가 절연재를 덧붙이도록 고안된 개선된 절연제품은 증기 배리어를 구비하지 말아야 한다. 또한, 벽 내부나 따뜻한 측면상에 4.0 밀 폴리에틸렌 필름과 같은, 분리된 전부벽 증기 배리어를 구비한 벽 공동용 절연은 절연제품 그 자체에 증기 배리어를 요구하지 않는다.

상기 목적을 처리하기 위한 유리섬유 배트의 피포 (encapsulation) 는 이미 공지되었다. 스켈혼 (Schelhorn) 특허 (스켈혼 등에게 허여된 미국특허 제 5,277,955 호) 에서는 종방향 스트립 (strips), 점선과 같은 패턴, 또는 접착제 매트릭스로 도포될 수 있는 접착제로 부착되는 피포 재료로 피포된 배트를 개시하였다. 스켈혼 등 특허에서는 또한 연화될 때, 접착제층을 배트내의 섬유에 접착된 피포 필름과 일체로 하는 다른 부착 방법에 대해서 개시하였다.

시메 (Syme) 특허 (시메 등에게 허여된 미국특허 제 5,733,624 호) 에서는 동시 압출된 중합체층 시스템으로 스며든 광섬유 배트에 대하여 개시하였고, 롬 (Romes) 특허 (롬 등에게 허여된 미국특허 제 5,746,854 호) 에서는 광섬유 배트를 동시 압출된 필름으로 스며들게 하는 방법에 대하여 개시하였다. 상기 특허 모두에서는, 배트가 없다면 동시 압출된 필름을 적어도 가열시킴으로써, 배트에 동시 압출된 필름을 부착하는 것에 대하여 개시하였다. 필름이 가열된 실린더에 대하여 통과함에 따라 열에너지는 주로 전도에 의해서 필름으로 전달된다. 선택적으로 복사 적외선 (IR) 히터는 열에너지의 추가적인 에너지원으로 개시되어 있다.

상기 방법으로 동시 압출된 필름을 부착하는 것을 몇 가지 단점을 가지고 있다. 가열이 순간적으로 종결될 수 없거나 신속하게 변할 수 없다. 시메 특허와 롬 특허에서 가열된 실린더는 온도를 신속하게 변화시킬 수 없는 대형의 온도 저장기이다. 추가로, 가열된 목표영역에 고정밀도로 에너지를 주입할 수 없다. 가열된 실린더의 고온 표면에 근접해질 필요가 있기 때문에, 목표영역 주변의 영역은 무심코 가열되어, 상당한 주변부에 소망하지 않는 온도 상승을 유발한다.

절연제품용 증기 배리어는 통상적으로 크라프트지나 호일 외장재와 함께 아스팔트층으로 형성된다. 아스팔트층은 용융된 형태로 도포되고, 크라프트 외장재를 절연재에 접착하기 위해 경화되기 전에, 섬유 절연재에 대하여 가압된다. 아스팔트와 크라프트지 시스템은 비교적 저렴하다는 장점이 있다. 하지만, 상기 외장 시스템은 아스팔트/크라프트층이 단단하기 때문에 가요성이 부족하여, 단단한 아스팔트/크라프트 외장재로 작업하는 것은 절연제품의 설치를 느리게 한다. 또한, 아스팔트는 취성일 수 있기 때문에, 냉온에서 크라프트지의 찢어짐 없이 외장재를 절단하는 것은 어렵다. 더욱이, 아스팔트 재료는 고온에서 점착성이 있어서, 절단공구와 붙게 된다.

배트가 통상적인 절연 공동에 끼워맞춰지도록 제조되더라도, 건물내의 다양한 절연 공동은 비표준 치수를 가진다. 창틀, 문설주, 통기관, 공기 덕트, 및 전기 도관은 절연 공동의 형상을 변화시키는 통상적인 방해물 중 일부이다.배트를 설치하는 과정동안, 배트의 상당한 부분이 상기 비표준 절연 공동에 끼워맞춰지도록 절단되어야 한다. 일부 주택에서 절연 공동의 50 퍼센트까지가 비표준이다. 따라서, 외장 건물 절연제품의 중요한 특징은, 쉽게 외장재가 절단될 수 있고, 외장재가 절단된 후, 외장재는 절연 공동의 가장자리상의 평평한 부분에 위치결정될 수 있다는 것이다. 외장재는 절연 공동의 가장자리상의 평평한 부분이 아니라면, 증기 배리어는 단지 부분적으로 효과적일 수 있다. 더욱이, 소비자들은 절연 공동의 가장자리상의 비교적 평평한 부분인 매끄러운 외장재를 원한다.

현재 이용가능한 절연제품의 상기 문제점 관점에서, 비표준 절연 공동으로 끼워맞춰지도록 쉽게 절단될 수 있는 외장재를 구비하고, 절연 공동의 가장자리에서 평평한 상태에서 외장재와 함께 절단된 절연제품을 비표준 공동으로 더 빨리 설치할 수 있을 만큼 충분한 가용성을 가진 외장재를 구비한, 외장 절연제품 (및 이것의 부착 기법) 을 개선할 수 있다면 유리할 수 있다.

본 발명은 섬유 절연제품에 관한 것으로, 특히 건물을 절연하기에 적절한 유형의 절연제품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 증기 배리어를 제공하고 및/또는 절연제품 취급을 보조하는 외장 시스템 (facing system) 을 구비한 절연제품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 외장 시스템을 절연제품에 부착하기 위한 기법에 관한 것이다.

도 1 은 통상적인 비표준 벽의 절연 공동의 개략적인 사시도,

도 2 는 통상적인 종래 기술의 절연제품으로 절연되고 부분 절취된, 도 1의 벽 공동의 개략적인 사시도,

도 3 은 부분 절취된, 본 발명에 따른 외장 절연제품의 개략적인 사시도,

도 4 는 도 1 의 벽 공동에 설치되고 부분 절취된, 도 3 의 절연제품의 개략적인 사시도,

도 5 는 측가장자리 신장이나 플랜지를 구비하지 않은, 본 발명에 따른 절연제품의 다른 실시형태의, 도 3 과 유사한, 개략적인 사시도,

도 6 은 부분 절취되고, 절연 제품의 후방과 측부상에 피포 재료를 구비한, 본 발명에 따른 절연제품의 다른 실시형태의 개략적인 사시도,

도 7 은 본 발명에 따른 절연제품을 제조하기 위한 제 1 장치의 개략적인 사시도,

도 8 은 도 1 의 비표준 절연 공동을 절연하기에 적절한 부분 배트를 제공하기 위해 종방향으로 잘려진, 본 발명의 외장 절연제품의 개략적인 사시도,

도 9 는 본 발명의 다중층 외장 필름의 다양한 층을 정면에서 도시한 개략적인 단면도,

도 10 은 본 발명의 절연제품을 제조하기 위한 제 2 장치의 개략적인 사시도,

도 11 은 본 발명에 따른 절연제품을 제조하기 위한 제 3 장치의 개략적인 사시도,

도 12 는 도 13 의 형상을 보다 더 자세하게 도시한 도면,

도 13 은 본 발명에 따른 절연제품을 제조하기 위한 제 4 실시형태를 단순화한 개략적인 사시도.

본 발명은, 어느 정도, 섬유 절연재의 신장된 배트와 배트의 주면에 접착된 외장재를 포함하는 절연제품에 관한 것으로, 외장재는 배리어층과 접착층의 동시 압출된 중합체 필름이고, 접착층은, 배리어층의 연화점보다 낮은 연화점을 가지며, 1 이상의 에틸렌 N-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 및 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함할 수 있고, 외장재는, 접착층의 연화점 이상, 배리어층의 연화점 이하의 온도로 가열되며, 접착층의 연화로 인해 배트내의 섬유에 접착층을 부착시킴으로써, 외장재는 배트에 부착된다.

또한, 본 발명은, 어느 정도, 섬유 절연재의 신장 배트와 배트의 주면에 접착된 외장재를 포함하는 절연제품에 관한 것으로, 외장재는 배리어층, 캐리어층, 및 접착층의 동시 압출된 중합체 필름이고, 접착층은 배리어층의 연화점보다 낮은 연화점을 가지며, 캐리어층은 배리어층과 접착층 사이에 위치결정되고, 외장재는 접착층의 연화점보다 높고 배리어층의 연화점보다 낮은 온도로 가열되며, 접착층의 연화로 인해 배트내의 섬유에 접착층을 부착시킴으로써, 외장재는 배트에 부착된다.

또한, 본 발명은, 어느 정도, 외장재는 배리어층과 접착층의 동시 압출된 중합체 필름이고, 접착층은, 1 이상의 에틸렌 N-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, LDPE, 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트를 포함하며, 배리어의 연화점보다 낮은 연화점을 가지며, 섬유 절연제품의 신장된 배트의 주면과 접촉하는 외장재를 위치결정하는 과정과, 배트내의 섬유에 접착층을 충분히 부착하도록 접착층을 연화하기 위해서 배트와 접촉하는 외장재를 유지하여, 외장재를 배트에 부착시키며, 외장재를 접착층 연화점보다 높고 배리어층의 연화점 (또는 접착 초기온도, BIT) 보다 낮은 온도로 가열하는 과정을 포함하는 절연제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 어느 정도, 절연 제품과 이에 대응하는 절연된 스터드 벽을 설치하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 섬유 절연재의 신장된 배트와배트의 주면에 부착된 외장재를 포함하는 절연제품을 제공하는 과정을 포함한다. 외장재는 배리어층과 접착층의 동시 압출된 중합체 필름이고, 접착층은 배리어층의 연화점보다 낮은 연화점을 가진다. 외장재는 접착층의 연화점보다 높고 배리어층의 연화점보다 낮은 온도로 가열되고, 접착층의 연하로 인해 배트내의 섬유에 접착층을 부착시킴으로써 외장재는 배트에 부착된다. 외장재는 플랜지를 구비하지 않는다. 이 방법은 마주보는 구조 부재 사이의 장소로 절연제품을 가압함으로써 절연공동에 절연제품을 설치하는 방법을 더 포함한다. 다른 방법으로, 공중합체 외장재는 스터드된 벽내의 공동을 가로질러 분리된 연속시트로서 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 어느 정도, 필름의 초음파 접착은 공지된 초음파 용접기법의 고압과 딱딱한 맞은편 표면 (초음파 복사원에 비교하여) 없이도 달성될 수 있음을 인식할 수 있다.

또한, 본 발명은, 어느 정도, 외장재를 광섬유 배트에 부착하기 위한 방법 (및 이 방법을 개선하기 위한 장치) 에 관한 것으로, 이 방법은, 배트를 제공하는 과정, 외장재를 제공하는 과정, 배트와 접촉하도록 외장재를 위치결정하는 과정, 및 외장재의 일부분을 배트의 섬유로 연화하기에 충분하게 외장재에 초음파로 에너지를 주기 위한 과정을 포함한다. 바람직하게는, 외장재는 동시 압출된 중합체 필름이고, 이 필름의 제 1 층은 초음파 복사의 제 1 주파수에 공명하는 접착층이다. 제 2 층은 제 1 주파수에 공명하지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제 2 층은 캐리어층이다.

또한, 본 발명은, 어느 정도, 2 이상의 외장재를 광섬유 배트에 부착하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는, 제 1 외장재원, 상기 제 1 외장재원으로부터의 제 1 외장재를 상기 배트의 제 1 측부와 접촉시키도록 배열되는 제 1 롤러, 상기 배트와 접촉중인 상기 제 1 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 1 외장재의 일부분이 상기 배트의 섬유상에 용융시키기에 충분한 열로 가열하도록 작동되는 제 1 가열원, 제 2 외장재원, 상기 제 2 외장재원으로부터의 제 2 외장재를 상기 배트의 제 2 측부와 접촉시키도록 배열되는 제 2 롤러, 및 상기 배트와 접촉중인 상기 제 2 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 2 외장재의 일부분을 상기 배트의 섬유상에 용융시키기에 충분한 열로 가열하도록 작동되는 제 2 가열원을 포함한다.

본 발명의 전술한 목적과 다른 목적은 이후에 주어진 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 하지만, 당업자는 본 발명의 정신과 관점 범위내에서 다양한 변화와 수정이 상세한 설명에서 명확하기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내면서, 상세한 설명과 특정한 실시예는 단지 예증의 방식으로 주어진다.

본 발명은 이후에 주어진 상세한 설명과 예증의 방식으로 주어진 도면으로부터 완전히 이해될 것이고, 따라서 본 발명은 한정적이지 않다.

첨부된 도면은 반드시 일관된 스케일로 도시되지 않았다.

실시예와 도면에서는 유리섬유 절연재의 절연 제품에 대하여 개시하였지만, 절연재는 암면, 폴리프로필렌, 또는 폴리에스테르와 같은 어떠한 압축가능한 섬유 절연재일 수 있다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 일반적인 벽구조 (10) 는 다수의 스터드 (14) 가 놓여있는 바닥부 플레이트 (12) 를 포함한다. 바닥부 플레이트, 스터드, 및 상부 플레이트 (도시되지 않음) 는 절연벽 공동 (16, 18, 20) 의 4 면을 한정한다. 일반적으로 벽 공동의 전후면에서 내부면은 석고판으로, 외부면은 발포체 피복부 (둘 다 도시되지 않음) 로 제조된다. 벽 공동 (16) 은 일반적인 벽 공동의 폭보다 더 좁기 때문에 비표준 벽 공동으로 간주될 수 있다. 절연벽 공동 (16) 은 더 좁은 폭으로 절단된 절연제품을 필요로 한다. 또한, 절연 공동 (18) 에는, 공동내에 수직하게 뻗어있고 공동 (18) 을 비표준 공동으로 만드는 통기관 (22) 이 있기 때문에 절연하기가 어렵다. 절연 공동 (18) 은 일반적으로 종방향으로 더 좁은 2 개의 절연 피스 (도 1 에 도시되지 않음) 로 절단된 절연 배트를 필요로 한다. 절연 목적을 위해서, 절연 공동 (18) 은 각각 절연된 2 개의 부분 공동 (24, 26) 을 포함하는 것으로 생각될 수 있다. 전기 출구 박스 (28) 와 도관 (30) 주변에 절연재가 위치결정되어야 하기 때문에, 절연 공동 (20) 은 또한 비표준 공동이다. 상기 장애물들 주변에서 절연재의 설치는 장애물 주변의 절연재에 끼워맞춰지도록 절단된 배트를 필요로 한다. 다른 일반적인 장애물로는 문설주, 창문틀, 공기 덕트, 및 송수관 (모두 도시되지 않음) 을 포함한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 일반적으로 플랜지된 종래 기술의 절연제품은 좁은 부분 절연제품 (32) 으로 절단되어 절연 공동 (16) 내에 설치되었다. 또한 다른 종래 기술의 절연제품 (34) 은 비표준 벽 공동 (18) 내에 설치되었고, 유사한 다른 종래 기술의 절연제품 (36) 은 비표준 벽 공동 (20) 내에 설치되었다. 절연 공동 (16, 18, 20) 의 후방은 외부 피복부 (38) 에 의해 한정된다. 절연제품 (34) 을 비표준 절연 공동 (18) 내에 설치하기 위해서, 절연제품은 종방향으로 2 개의 부분 배트 (40, 42) 로 쪼개진다. 더욱이, 아스팔트에 의해서 섬유 절연재에 접착된 크라프트지인 외장 재료 (44) 는 2 개의 부분 배트 (40, 42) 를 위한 외장재를 형성하도록 절단되었다.

절연제품 (34) 의 외장 재료는 스테이플 (staples) (46) 에 의해 스터드 (14) 에 부착된다. 절연제품 (32) 의 플랜지가 스터드의 단부에 스테이플되더라도, 플랜지는 스터드의 측면들에 스테이플되는 측면인 것이 바람직한다. 상기 과정으로 인해, 가능한 석고판의 더 나은 도포를 위해서 스터드의 단부 또는 노출된 가장자리를 매끄럽게 만든다. 불행하게도, 플랜지의 측면이나 삽입 스테이플링 (inset stapling) 은 굽어진 아스팔트/크라프트 외장재를 필요로 하고, 절연제품의 길이방향으로 협곡형 함몰부 또는 자국 (48) 을 만든다. 절연재는 절연 공동의 전면 가장자리와의 평평하고 매끄러운 접촉이 방지되고, 추가적으로절연재는 과압축되어 절연제품의 절연 가치를 저하시키기 때문에, 상기 자국 (48) 은 바람직하지 않다. 또한, 단단한 아스팔트/크라프트 외장재 (44) 는 스터드 (14) 의 측면에 대하여 항상 평평하게 스테이플되지 않기 때문에, 외장재와 스터드의 측면들 사이에 입벌어진 균열이나 개방부 (50) 를 형성한다.

또한, 2 개의 부분 공동의 절연으로 문제가 발생한다. 2 개의 부분 배트 (40, 42) 상의 외장 재료 일부분이 약간 분리되어, 수증기가 배트의 절연재로 왕복 운동할 수 있는 틈 (52) 을 형성한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 외장 재료가 아스팔트/크라프트지 시스템일 때, 배트와 외장 재료를 절단하는 것이 어렵기 때문에 일반적으로 틈 (52) 이 형성된다. 개방부 (50) 와 틈 (52) 은 도 2 에 도시된 절연 작업에서 바람직하지 않은 형상이다.

종래 기술의 절연제품 (36) 을 절연 공동 (20) 에 설치하는 것은 전기 출구 박스 (28) 주변의 섬유 절연재 일부분을 절단하는 것과 관련되어 있다. 전자 출구 박스를 고려하여 절단하지 않고 절연재가 설치되면, 절연재는 과압축되어 석고판에 영향을 준다. 출구 박스를 수용하기 위한 절연재를 절단하기 위해서 플랜지의 일부분을 제거할 필요가 있다. 플랜지의 일부분이 없다면, 종래의 아스팔트/크라프트 외장재로 양호하게 밀봉하는 것이 어렵다. 출구 박스와 다른 장애물의 절취와 구조물의 다른 결함으로 인해 양호한 밀봉형성이 어렵기 때문에 외장 재료 (44) 와 스터드 벽 (14) 사이에 개방부가 있다. 아스팔트/크라프트 외장재 결합의 강성으로 인해, 스터드가 불규칙하거나 일렬로 배열되지 않을 때, 개방부 (50) 와 유사한 개방부에는 장애물을 갖고 있지 않은 표준 절연 공동이 나타날 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연제품 (60) 은 섬유 절연재의 신장된 배트 (62) 와, 배트 (62) 의 주면인 전면 (66) 에 부착된 외장재 (64) 로 구성된다. 섬유 절연재로는, 다른 밀도도 사용될 수도 있지만, 약 0.3 내지 약 15 입방피트당 파운드 (pcf) (약 4.80 내지 약 240.2 입방미터당 킬로그램 (kg/m³)) 범위의 밀도를 가지는 유리섬유인 것이 바람직하다. 또한, 암석, 슬래그, 또는 현무암의 광섬유와 같은 섬유와, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 및 다중황화물의 중합체 섬유와 같은 유기섬유와, 다른 유기섬유도 사용될 수 있다. 섬유는 일반적으로 유리섬유 절연재와 함께 사용되는 요소 페놀-포름알데히드와 같은 접합재와 함께 접착될 수 있거나, 또는 유리섬유는 비접합제일 수 있다. 비접합제 유리섬유는 접합제를 가진 팩 구조물 (pack structure) 내의 섬유보다 절연 팩 구조물내에서 훨씬 더 이동될 수 있다. 본 발명의 명세서와 청구항에서 사용된 바와 같이, "비접합제" 는 접합재가 존재하지 않거나 절연제품의 1 중량% 이내에 해당하는 소량의 접합재가 존재하는 것을 의미한다. 분말 제어 또는 다른 목적용으로 오일 등 반응억제제의 첨가는 접합제로 간주되지 않는다. 피포된 비접착제 제품의 실시예는 전술한 바와 같이 스켈혼 (Schelhorn) 등에게 허여된 미국특허 제 5,277,955 호에 개시되어 있다.

외장재 (64) 는 배리어층 (70) 과 접착층 (72) 의 동시 압출된 중합체 필름으로 구성된 이중층 외장재이다. 배리어층 (70) 의 목적은 절연제품 (60) 용질긴 가요성 외부면을 제공하기 위해서이다. 절연제품이 증기 보호를 제공할 필요가 없는 다른 절연 실시형태에 있어서 배리어층이 증기 투과성일지라도, 배리어층 (70) 은 증기 배리어이다. 외장재 (64) 의 바람직한 형태가 동시 압출된 중합체 필름일지라도, 본 발명의 다른 형태에 있어서, 동시에 압출되지 않고 접착제, 가열적층, 또는 화학적 접착과 같은 다른 방법으로 형성된 이중층 필름으로 외장재는 형성될 수 있음을 이해해야 한다.

배리어층 (70) 과 접착층 (72) 의 연화온도는, 배리어층의 연화점보다 낮은 접착층의 연화점을 가지고 약 100℉(38℃) 만큼 차이가 난다. 제조과정시, 외장재를 접착층의 연화점이상, 배리어층의 연화점이하의 온도로 가열함으로써 외장재 (64) 는 배트 (62) 에 부착된다. 접착층의 연화로 인해 접착층 (72) 을 배트내 섬유에 부착시킴으로써 외장재는 배트 (62) 에 부착된다.

배리어층의 바람직한 재료로는, 약 250℉(121℃) 내지 약 280℉(138℃) 범위이내, 가장 바람직하게는 약 275℉(135℃) 의 연화점을 가진 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 필름이다. 고분자량 HDPE 가 사용될 수도 있지만 비용이 많이 든다. 배리어층으로 적절한 다른 재료로는 약 330℉(166℃) 내지 약 390℉(199℃) 범위이내의 연화점을 가진 폴리프로필렌 필름이다. 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌과 같은 다른 중합체 필름도 사용될 수 있다.

접착층의 바람직한 재료로는 에틸렌 N-부틸 아크릴레이트 (Et-BA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트 (EMA), 에틸렌 에틸 아크릴레이트 (EEA), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 및 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 의 1 이상의 필름이다. 상기 재료는 오하이오주 코핑턴에 위치한 뉴텍 플라스틱사 (Newtech Plastics, Inc.) 로부터 이용가능하고, 상기 재료는 단독으로 사용되거나, 서로 결합되어 사용되거나, 또는 저용융 폴리에틸렌재료와 같은 다른 재료와 결합하여 사용될 수 있다. 상기 재료의 연화점은 약 100℉(38℃) 내지 약 200℉(93℃) 의 범위, 가장 바람직하게는 약 120℉(49℃) 내지 약 180℉(82℃) 의 범위이다. 상기 에틸렌 아크릴레이트 재료는 연화점을 낮게 하기 위해 메탈로센 촉매를 사용하여 합성되는 것이 바람직하다. 저용융 접착층에 유용한 가능한 다른 재료로는 저용융이나 저밀도 폴리에틸렌일 수 있고, 바람직하게는 연화점을 낮게 하기 위해서 메탈로센 촉매를 사용하여 합성될 수도 있다.

배리어층과 접착층의 연화 온도차이는 약 50℉(10℃) 내지 약 225℉(107℃) 범위이내인 것이 바람직하고, HDPE/에틸렌 아크릴레이트 시스템 (즉, 에틸렌 N-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트) 에서는 온도차이가 약 140℉(60℃) 이다. 본 발명의 HDPE/에틸렌 아크릴레이트 외장 시스템의 가장 큰 장점 중 하나는, 외장재와 절연제품은 광범위한 온도범위에 걸쳐 쉽게 절단될 수 있다는 것이다. 접착층 (72) 은 약 110℉(43℃) 의 상온에서 쉽게 절단될 수 있고, 절단공구상에 점착성 잔류물을 남기지 않는다. 외장재는 약 110℉(43℃) 보다 낮은 온도에서 연화되지 않고, 약 30℉(-1℃) 보다 높은 온도에서 깨어지지 않는다. 본 발명의 외장 절연제품 (60) 의 다른 장점은, 외장재 (64) 가 종래의 아스팔트/크라프트지 외장재보다 더 가요적이다는 것이다. ASTM 시험 D-1388 로 측정된 본 발명의 외장재의 굽힘강성은 500 gm cm보다 작은 것이 바람직하고, 표준 아스팔트/크라프트 외장재의 굽힘강성은 2000 gm cm 보다 크다. 더욱이, ASTM D-882 에 의해 측정된 본 발명의 외장재 (64) 의 탄성 (접선) 계수는 약 25,000 내지 약 200,000 평방인치당 파운드 (psi) (약 0.172 내지 약 1.38 GPa) 범위이내이다. 일반적으로, 본 발명의 외장재의 탄성계수는 약 100,000 psi (0.689 GPa) 이다.

가장 바람직한 형태에 있어서, 외장재는, 도 9 에 도시된 바와 같이 배리어층 (80), 접착층 (82), 및 캐리어층 (84) 을 포함하는 다중필름 (78) 이다. 배리어층 (80) 과 접착층 (82) 은 각각 HDPE 와 에틸렌 아크릴레이트 (즉, 에틸 N-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트) 층 (70, 72) 과 유사할 수 있다. 캐리어층은 약 230℉(110℃) 의 연화점을 가진 선형의 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 이나 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 일 수 있고, 캐리어층은 어떠한 적절한 재료일 수 있다. 배리어층과 접착층간의 연화 온도차이가 클 때, 캐리어층을 사용하는 것이 특히 유리하다. 캐리어층은, 배리어층과 접착층간의 허용가능한 연화 온도차이, 바람직하게는 적어도 30℉(-1℃) 를 개선하기에 충분한 중합체 필름이 동시에 압출되는 동안 배리어층과 접착층 사이에 절연 배리어를 제공한다. 캐리어층을 사용한 다른 장점은, 배리어층의 증기 배리어 특성과 다음과 같은 외장재의 외부면의 기능을 분리하는 것이다. 캐리어층 (즉, 3 개의 층 중 중간층) 은 실제 증기 배리어층이 되도록 형성될 수 있고, 외부층은, 반드시 증기 배리어가 아니라 양호하게 인쇄가능하게 고안된 표면인 고마찰면일 수 있다. 고밀도 폴리에틸렌은 양호한 인쇄를 위해 매우 미끄럽다.

다른 실시형태 (도시되지 않은) 에 있어서, 다중 외장 필름은 4 개의 개별층, 2 개의 HDPE 층, 캐리어층, 및 접착층을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서도, 층수는 11 이상일 수 있다.

화염에 노출되었을 때, 섬유팩 절연제품상의 외장재는 수축되고 섬유팩으로부터 이탈되는 것이 바람직하다. 이탈에 의해서, 외장재는 화염이 퍼지는 것을 방지한다. 바람직하게는, 외장재가 수축 및 이탈되는 속도는, 즉 박리속도는 약 150℉(66℃) 이하에서 작고, 약 180℉(82℃) 이상, 특히 170℉-180℉(77℃-82℃) 범위에서 크다. 외장재의 수축과 이탈을 강조한 본 발명의 실시형태는 EMA, EEA, Et-BA, 설린 (Surlyn), 또는 저용융 온도 폴리에틸렌의 접착층을 형성하는 것이 바람직하다. 접착층 재료로서 설린(듀퐁(DuPont) 에 의해 거래되는 이온 공중합체형) 이 사용되면, 종래의 호일로 외장 제품에 필적할만한 화염전파 (FS) 가 달성된다.

외장재의 수축은 즉각 나타나지 않기 때문에, 본 발명의 다른 실시형태에서는 다중층 외장재에 화염방지층을 첨가한다. 화염방지층은 외장재가 이탈된후 수축되는 시간동안 화염전파를 방지한다. 상기층은 예컨대 산화안티몬과 할로겐을 포함하고, 낮은 FS 레이팅 (rating) 이 달성된다. 인산염을 바탕으로 하는 화염반응지연제가 사용될 수도 있다. 설린 접착층과 화염방지층을 포함하는 다중층 외장재는 더욱 낮아진 FS 레이팅을 달성해야 한다.

본 발명의 다른 실시형태에서는 접착층으로부터 형성된 플랜지가 겹쳐질 때함께 접착되도록 접착층을 선택한다. 플랜지된 절연제품은 스터드된 벽 공동내에 설치될 때, 플랜지는 일반적으로 스터드에 스테이플된다. 이웃하는 공동들 사이에 위치한 스터드는, 일반적으로 한 공동에서의 절연제로부터의 플랜지를 다른 공동에서의 절연제로부터의 플랜지 상부에 스테이플된다. 본 발명에 따라서 동시 압출된 필름 외장재는, 가로로 놓인 석고벽판의 압력으로 인해 일정시간에 걸쳐 전술한 바와 같이 겹쳐질 때, 접착층이 함께 접착되도록 형성될 수 있다.

일부 북부 지방에서, 건축 규칙에는 두꺼운 폴리에틸렌 필름의 분리된 연속 증기 배리어가 설치된 (일반적으로 외장된) 절연제품상에서 접착제와 함께 스테이플되거나 접착되는 것을 요구한다.

본 발명에 따라서, 분리된 연속 증기 배리어는 두꺼운 폴리에틸렌 필름보다는 전술한 공중합체 필름으로 제조되는 것이 바람직하다.

다른 방법으로, 본 발명에 따라서 동시 압출된 필름 외장재를 포함하는 절연제품에는, 특히 겹쳐진 플랜지가 예컨대 가열총이나 가열된 롤로 가열된다면, 개별 외장재는 함께 접착되기 때문에 상기 분리된 배리어가 필요하지 않다. 다른 방법으로, 접착층은, 겹쳐진 플랜지의 부착을 강화하도록 냉각될 때, 약간 끈적끈적하게 형성될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 동시 압출된 필름 외장재의 최상층은 금속으로 피복되고, 다른층 또는 바람직하게는 다수의 층 (상이한 층에서 핀홀이 정렬되는 것을 방지하기 위해서) 은 증기 배리어층으로서의 역할을 하도록 선택된다. 실제로, 상기 제품은 종래의 호일-스크림-크라프트 (foil-scrim-kraft) (FSK) 외장처럼 나타날 수 있다. 상기 실시형태의 유사한 외형은 FSK 외장-절연제품용 시장으로의 도입이 쉽다. 유사한 외형에도 불구하고, 상기 제품은 FSK 외장 제품에 비하여 우수한 증기 불투과성과 기계적 강도를 가진다.

절연제품 (60) 용 외장재 (64) 와 다중층 제품용 외장재 (78) 모두는 접착단계전에, 약 0.4 내지 약 4 밀 (약 10 내지 약 100 미크론), 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.5 밀 (약 12.5 내지 약 37.5 미크론) 범위이내의 총두께를 가진다. 이중층 외장재 (54) 의 이중층은 동일한 두께인 것이 바람직하다. 다중 외장재 (78) 에서, 삼중층 각각은 대략 외장 두께의 1/3 인 것이 바람직하다. 각각의 두께는 예컨대 0.25, 0.25, 및 0.50 인치 (0.635, 0.635, 및 1.27 cm) 로 다를 수 있다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연제품 (60) 은 비표준 절연 공동 (16, 18, 20) 에 적용된다. 절연 공동 (18) 에서, 절연제품은 통기관 (22) 주변에 끼워맞춰지도록 부분 배트로 나누어지거나 절단된다. 하지만, 외장재 (64) 의 가요성과 절단성으로 인해, 절연제품 (60) 이 2 개의 부분 배트로 나누어진다는 사실의 유일한 증거로는 외장재 (64) 에서의 이음매이다. 상기 이음매는 도시된 바와 같이 실질적으로 틈이 없는 최소 폭일 수 있다. 더욱이, 도 2 에 도시된 종래 기술의 절단된 아스팔트/크라프트 외장재 (44) 에서 들쭉날쭉한 틈 (48) 과는 대조적으로, 이음매 (88) 는 비교적 직선이다. 유사한 방법으로, 전기 박스 (28) 를 수용하기 위해 절연제품 (60) 의 절단은 이음매 없이 수행될 수 있다. 절연제품 (60) 과 함께 가요성 외장재 (64) 를 갖춘 공동 (16, 18, 20)의 절연은 절연제품의 매끄러운 외형에 적절하고, 절연제품 (60) 의 마찰 끼워맞춤은 스테이플이나 다른 고정자의 필요없이 설치될 수 있게 한다. 선택적으로, 이음매 (88) 는 완전한 증기 배리어를 제공하기 위해서 테이프로 덮여질 수 있지만, 일반적으로 본 발명의 외장재와 함께 필요하지 않다.

도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이, 절연제품의 측가장자리에서보다 나은 증기 밀봉을 제공하기 위해서 외장재 (64) 에는 절연제품 (60) 과 스터드 (14) 사이에 삽입될 수 있는 신장 플랩 (92) 이 제공될 수 있다. 종래의 아스팔트-크라프트 외장재는 매우 단단해서 실질적으로 삽입되지 않는다. 신장 플랩 (92) 은 스테이플링 목적으로 사용될 수 있고, 따라서 스테이플링 플랜지로 여겨질 수 있다. 바람직하게는, 신장 플랩은 배트의 측가장자리이상으로 약 0.50 내지 1 인치 (1.27 내지 2.54 cm) 만큼 신장한다. 외장재가, 섬유 절연 배트로 대면하는 측부에 저연화점 접착층을 가진 동시 압출된 이중 또는 삼중층 필름일 때, 이중층간의 연화점과 열팽창 계수의 차이로 인해 신장 플랩을 절연재로 비틀린다. 상기 비틀림으로 신장 플랩이 외장재와 스터드 사이에 삽입될 때 양호한 밀봉을 제공한다.

본 발명의 절연제품과 방법의 뛰어난 장점은 절연하기 위한 설치시간이 감소한다는 것이다. 본 발명의 제품을 위한 플랜지의 스테이플링의 제거로 설치시간을 상당히 감소시키고, 본 발명의 제품의 설치시간은 표준 아스팔트/크라프트 외장 절연제보다 10 퍼센트, 가능한 50 퍼센트까지 더 빨라진다. 스테이플링 작업이 없어지고, 취급이 어렵고 벽에 설치하는 것이 어려운 단단한 크라프트지사용이 없어지므로 시간이 절약된다

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시형태는 신장 플랩이 없다는 것을 제외하고 도 3 에서 도시한 절연제품과 모든 면에서 유사하다.

도 6 에 도시된 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 절연제품 (94) 은 배트 (98) 의 하나의 주면상에 외장재 (64) 와 유사한 외장재 (96) 를 구비한다. 상기 절연제품에는 배트의 측가장자리 (102) 와 후방 주표면 (104) 상에서 피포된 필름 (100) 이 제공된다. 피포된 필름은 접착제층이나 스트립과 같은 어떠한 적절한 방법으로 섬유 배트에 부착될 수 있다. 예컨대, 고온용융 접착제의 스트립이 절연제품을 제조하는 동안 액체형태로 도포될 수 있다. 예컨대, 스켈혼 등에게 허여된 미국특허 제 5,277,955 호에서는 종방향 스트립, 점과 같은 패턴, 또는 접착제 매트릭스로 도포될 수 있는 접착제에 부착된 피포 재료와 함께 피포된 배트를 개시하였다.

다른 방법으로, 피포 필름은 외장재 (64) 와 유사한 다중층 동시 압출된 필름을 사용하여 측가장자리와 후방 주면에 고정접착될 수 있다. 상기 필름은, 약 0.3 내지 1. 5 밀 (약 7.5 내지 37. 5 미크론) 범위에 있지 않다면 약 0.5 내지 0.8 밀 (약 12.5 내지 약 20 미크론) 범위의 두께를 가진, 예컨대 HDPE 와 폴리에틸렌 (PE) 의 이중 필름일 수 있다. 도 6 에 도시된 본 발명의 실시형태에서는 배트 (98) 의 측가장자리와 후방 주면상의 피포를 포함하더라도, 본 발명의 다른 실시형태 (도시되지 않음) 에서는 후면상의 피포 재료를 피포 재료가 부족한 측가장자리에 제공한다는 것을 이해되어야 한다.

절연제품 (94) 은 선택적으로 배트 (98) 에서 유리섬유를 노출하기 위해서 외장재 (100) 의 측가장자리에 개방부 (106) 를 제공할 수 있다. 유리섬유는 본질적으로 고마찰요소를 구비하고, 따라서 개방부 (106) 는 절연제품을 절연 공동으로 마찰 끼워맞춤을 보조하기 위해서 배트의 마찰 보강 형상을 제공한다. 다른 마찰 보강 부재로는 외장재 (100) 의 측가장자리에 반끈적끈적한 피복과 같은 마찰 처리를 첨가한다.

피포 재료는 어떠한 적절한 과정에 의해서 절연 배트에 도포될 수 있다. 피포 재료를 유리섬유 팩으로 향하게 하고 안내하기 위한 적절한 장치는, 본 명세서에 참고자료로 포함된 홀 등에게 허여된 미국특허 제 5,545,279 호에 개시되어 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 유리섬유의 팩 (110) 은 컨베이어 (112) 상에서 운반된다. 유리섬유 팩 (110) 의 제조는 공지된 기법이고, 당업자는 유리섬유 팩을 제조하기 위한 다양한 종래 방법을 공지하였다. 유리섬유 팩은 약 0.3 내지 1.0 pcf (약 4.8 내지 약 16.01 kg/m³) 범위이내의 밀도를 가진 경량 밀도 절연재인 것이 바람직하다. 유리섬유 팩은 당업계에 공지된 요소 페놀-포름알데히드 접합제와 같은 접합재로 접착될 수 있다. 다른 방법으로, 유리섬유 팩은 접착제가 없을 수 있다.

외장 재료 (64) 의 시트는 롤 (114) 로부터 풀어져서 유리섬유 팩 (110) 과 접촉하도록 향하게 된다. 외장 재료 (64) 는, 유리섬유를 약 25:1, 바람직하게는 5:1 까지의 비율로 압축하는 저널된 가압롤 (journaled pressing rolls)(116, 118) 에 의해 팩과 강제 접촉하도록 가압된다. 필요한 압축양은 밀도의 함수이다. 상부 가압롤 (116) 은 외장재 (64) 의 온도가 접착층의 연화점이상으로 올라가도록 가열된다. 롤 (116) 의 가열은 전기저항 가열이나 고온 오일의 순환과 같은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 연화된 접착층과 2 개의 가압롤 (116, 118) 에 의해 가해진 과도한 압력의 결합으로 인해 접착층은 배리어층을 유리섬유 팩 (110) 에 단단히 접착시킨다. 접착층을 가열하는 다른 방법으로는 적외선 히터 (120) (도시되지 않음) 를 사용하는 것이다. 상기 히터는 롤 (116, 118) 과 유사한 한 쌍의 가압롤 (도시되지 않음) 의 바로 상류에 위치결정되어서, 연화된 접착층을 섬유 배트에 가압하고 배트에 일체로 접착된다. 다른 방법으로, 초음파, 레이저, 및 마이크로파 접착이 사용될 수 있다. 초음파 접착의 다른 방법은 도 10 과 관련하여 이후에 자세히 설명될 것이다. 선택적으로, 냉각부 (도시되지 않음) 는 접착과정후에 연화층을 냉각시키는데 사용될 수 있다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 섬유 팩 (110) 외장재의 잔류부분, 즉 측가장자리 (102) 와 후방 주표면 (104) 은 피포 필름 롤 (122) 에 의해 공급될 수 있는 피포 재료 또는 필름 (100) 으로 피포될 수 있다. 예컨대 전술한 홀 등에게 허여된 미국특허 제 5,545,279 호에 개시되어 있는 접힌 슈 (124) 를 사용하여 필름 (100) 을 도포할 수 있다. 전술한 바와 같이, 피포 필름은 소량의 분리된 접착밴드로 접착될 수 있다. 접착제는, 소스 (도시되지 않음) 로부터 적절한 접착제가 공급되는 접착제 노즐 (126) 과 같은 다양한 방법으로 도포될 수 있다.다른 방법으로, 접착제 필름 (100) 은, 전술한 바와 같이 외장재 (64) 와 유사한 다중층 동시 압출된 필름으로 측가장자리와 후방 주면의 전체면에 고정접착될 수 있다. 또한, 피포 재료는 측가장자리는 피포되지 않고 단지 후면에만 도포될 수 있음을 이해해야 한다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 외장 절연제품 (60) 은 비표준 절연 공동을 절연하기에 적절한 부분 배트 (130, 132) 를 제공하기 위해서 길이방향으로 잘려졌다. 절연제품 (60) 은 본 발명의 외장재 (64) 로 외장되지만 피포 재료는 존재하지 않는다. 절연제품은 접합된 제품이고, 따라서 부분 배트 (130, 132) 는 절단되었을 때 형상과 취급가능성을 유지한다. 부분 배트 중 하나는 도 1 에 도시된 부분 공동 (26) 과 같은 비표준 절연 공동 또는 도 1 에 도시된 좁은 공동 (16) 과 같은 절연 공동을 절연하기에 적절하다.

도 10 에서는 본 발명의 절연제품을 제조하기 위한 제 2 장치의 개략적인 사시도이다. 도 10 은 도 7 과 유사하다. 이후에서는 도 10 과 도 7 의 차이점에 중점을 두었다. 가장 큰 차이점은, 도 10 에서는 외장 재료, 예컨대 동시 압출된 중합체 (64) 를 용융하기 위해 사용된 에너지는 전도 가열보다는 초음파 에너지로 공급된다는 것이다. 상기 방법으로 에너지가 정확하게 소망하는 영역, 즉 전도 가열과 관련된 피할 수 없는 고온 주변부를 만들지 않고, 국소화된 영역에 적용될 수 있는 이점이 있다. 유사하게, 초음파 가열은 적외선 (IR) 가열보다 더 선택적이다. 더욱이, 초음파로 에너지를 주입하는 것은 위상지연없이 갑작스럽게 켜지고 꺼질 수 있다. 반대로, 전도 가열이 필요한 장치는신속하게 냉각되거나 가열될 수 없다.

도 10 에 있어서, 가열된 가압롤 (116) 과 가압롤 (118) 은 가열되지 않은 가압롤 (116A) 과 가열되지 않은 가압롤 (118A) 로 교체된다. 더불어, 상기 가압롤은 제 1 닙 (nip) 이나 핀치 (pinch) 를 형성한다. 선택적이지만 바람직한 제 1 핀치는 가열되지 않은 가압롤 (116B, 118B) 에 의해 제공된다. 제 1 및 제 2 닙은 외장 재료 (64) 위에 위치한 제 1 초음파 복사원 (128A) 을 적어도 수용하기 위한 충분한 거리로 분리된다. 바람직하게는, 상기 거리는 외장 재료 (64) 위에 위치한 제 2 초음파 복사원 (128B) 을 수용하기 위해서도 충분하다. 제 2 가열원 (128B) 은, 제 1 가열원 (128A) 이 정지하거나 수리되어야 할 때, 전체 생산라인이 중지되지 않도록 제 1 가열원 (128A) 의 여분의 백업으로 간주되는 것이 바람직하다.

다른 방법으로, 한 쌍의 초음파 복사원 (128C, 128D) 가 섬유팩이나 배트 (110) 아래에 위치할 수 있다. 초음파 복사는 외장 재료 (64) 에 도달하기 위해서 섬유 팩 (110) 을 통하여 왕복운동하기 때문에 가열원 (128C, 128D) 의 하부 위치는 가열원 (128A, 128B) 의 상부 위치보다 바람직하지 않다. 추가로, 중력 효과로 가열원 (128A, 128B) 을 가열원 (128C, 128D) 보다 더 청결하게 유지하게 한다. 또한 다른 방법으로, 가열원 (128C, 128D) 은 롤러로 교체될 수 있다.

작동시, 제 1 닙 (롤러 (116A, 118A) 사이) 은 섬유 팩 (110) 에 대하여 25:1, 바람직하게는 약 5:1 까지의 비율로 외장 재료 (64) 를 압축한다. 압축된 팩 (110) 과 외장 재료 (64) 는 제 1 초음파 복사원 (128A) 전에 통과한다. 가열원 (128) 에서는 충분한 에너지를 방출하여, 섬유 배트 (110) 의 일부분이 연화된 외장 재료 (64) 로 가압되도록 충분하게 외장 시스템의 일부분이 용융하게 된다. 바람직하게는, 본 명세서의 참고자료로 포함된, 브하랏 파텔 (Bharat Patel), 래피 제이. 그랜트 (Larry J. Grant), 달라스 엘. 듀젼 (Dallas L. Dudgeon), 매튜 엘. 브로카워 (Matthew L. Brokaw), 웨이갱 콰 (Weigang Qu), 및 러셀 마쉬 포트 (Russell Marsh Potter) 에 의해 발명된, 1998년 6월 2일에 출원된, 일반 동시 계류중인 미국 특허 제 09/088,990 호에 개시된 기법에 따라서, 외장 재료에는 그물모양의 음영 (cross-hatch) 이나 웨브 패턴으로 에너지를 주입한다. 외장 재료 (64) 를 그물모양의 음영이나 웨브 패턴으로 연화하기 위한 동일한 선호는 도 7 의 실시형태와 동일하다.

외장 재료 (64) 와 섬유 배트 (110) 이 제 1 닙 (롤러 (116A, 118A)) 을 남기자 마자, 감압되기 시작한다. 상기 감압으로 섬유 배트 (110) 를 연화된 외장 재료 (110) 로 가압되는 것을 방지하고, 즉 감압은 박리를 촉진시킨다. 다행스럽게도, 초음파 가열은 최소 에너지를 외장 재료 (64) 에 전달하기 때문에, 상당한 박리가 발생하기 전에 신속하게 재고형화된다. 선택적이지만 바람직한 제 2 닙 (롤러 (116B, 118B) 사이) 은, 연화된 외장 재료 (64) 가 재고형화되기 전에 해로운 감압효과를 최소화할 수 있도록 제 1 닙에 충분히 근접하게 위치된다. 제 2 닙의 압축은 제 1 닙에 대적할 만하다.

핀치 롤러 (116A, 118A, 116B, 118B) 의 다른 방법은 평평한 피스나 컨베이어 (112) 와 유사한 무한궤도 컨베이어 벨트를 포함한다.

다시, 도 10 에 있어서, 외장 재료 (64) 는 도 7 의 실시형태와 같이 동시 압출된 중합체 필름인 것이 바람직하다. 다양한 층의 재료 선택은 본 발명에 적용되는 개별적인 환경에 의존한다. 하지만, 예컨대 도 9 의 접착층 (82) 은 다른층이 공명되지 않는 초음파 복사의 제 1 주파수에 공명되어야 한다. 추가로, 다른층의 용융점은, 다른층이 접착층의 온도 상승으로 인해 전도 가열로 용융되지 않도록 선택되어야 한다.

도 11 에서는 본 발명에 따라서 절연제품을 제조하기 위한 제 3 장치의 개략적인 사시도이다. 도 11 은 도 10 과 유사하다. 이후에서는 도 11 과 도 10 의 차이점에 중점을 두어 설명될 것이다.

외장재 (64) 의 하나의 롤 (114) 대신에, 도 11 에서는 외장재 (64A, 64B) 예컨대 동시 압출된 중합체의 2 개의 롤 (114A, 114B) 을 구비한다. 제 1 외장재 (64A) 는 섬유 팩 (110) 의 상부에 초음파로 부착된다. 제 2 외장재 (64B) 는 섬유 팩 (110) 의 하부에 초음파로 부착된다. 도 11 에 있어서, 초음파 복사원 (128C) 은 외장재 (64B) 를 가열하기 위한 주에너지원이다. 초음파 복사원 (128D) 은 가열원 (128A) 에 대한 가열원 (128B) 과 같이 동일한 관계로 가열원 (128C) 에 여분의 백업용인 것이 바람직하다.

최종 제품으로서 이중-외장 제품을 소망한다면, 상이한 피복 (64A, 64B) 을 만들도록 선택해야 한다. 상기 경우에 있어서, 피복 (64B) 이 수증기에 침투되도록 형성되면, 피복 (64A) 은 증기 배리어로 형성되어야 한다. 측면은 이후에 도 17 과 도 15 에서 설명된 기법을 사용하여 피포될 수 있다.

도 11 의 이중외장재는 도 7 의 전도 가열 시스템을 사용하여 교대로 부착될 수 있다. 이 경우에 있어서, 초음파원 (128A, 128B, 128C, 128D ) 는 나타나지 않고 롤러 (116A, 116B) 는 가열된다.

도 13 에서는 본 발명에 따른 절연제품을 제조하기 위한 제 4 실시형태의 간략화된 개략적인 사시도를 도시하였다. 도 13 에서는 외장재 (64A, 64B) 를 도포하기 전에, 전도 가열 (도 7 참조) 이나 초음파 가열 (도 10 참조) 로 단일 섬유 팩 (110) 으로부터 섬유 팩 레인 (1708, 1710, 1712) 을 형성하는 장치를 도시하였다. 섬유 팩 (110) 은 블레이드 (1714, 1716) 를 통하여 레임 (1708, 1710) 으로 수직하게 잘려진다. 단지 3 개의 레인만이 도 13 에서 도시되었다. 하지만, 기법이 적용되는 환경에 따라서 어떠한 수의 레인이 형성될 수 있다.

외장재 (64A, 64B) 가 도포되기 전에, 레인 (1708, 1710, 1712) 사이에 틈 (1732, 1734) 이 형성된다. 단지 외장재 (64A, 64B) 만이 틈 (1732, 1734) 에 나타난다. 틈 (1732, 1734) 내의 외장재 (64A, 64B) 는 가열된 닙 (1736) 을 통하여 함께 부착된 후, 틈 (1738, 1740) 에 의해 분리된 피포된 제품 (1722, 1724, 1726) 을 형성하기 위해 칼날 (1718, 1720) 을 통하여 (바람직하게는 가열되어) 잘려진다.

도 12 에서는 도 13 의 가열된 닙 (1736) 을 가열된 닙 (1504) 으로서 자세히 도시하였다. 도 12 에 있어서, 이중-외장 절연제품 (1502) 은 섬유 팩 레인 (1514, 1512) 사이에 형성된 틈 (1509) 를 구비하였다. 가열된 롤러 (1506,1508) 는 외장재 (64A, 64B) 를 함께 압축하는 닙을 형성한다. 롤러 (1506, 1508) 의 온도는 융합된 부분 (1516) 을 형성하기 위해 외장재 (64A, 64B) 를 함께 부분 용융하기에 충분하다. 다른 방법으로, 외장재 (64A, 64B) 는 도 10 에서와 같이 초음파로 용융될 수 있다. 또한 다른 방법, 및 바람직하게는 롤러 (1506, 1508) 중 하나는 도 13 의 롤러 (1704) 중 하나일 수 있다.

틈 (1510) 은 외장재 (64A, 64B), 융합된 부분 (1516), 섬유 팩 레인 (1514, 1512) 사이에 존재한다. (바람직하게 가열된) 칼날 (1520) 은 융합된 부분을 수직하게 자른다. 다른 레인에 인접한 상기 레인은 최종 레인으로 간주된다. 가장자리 레인에 대하여 외장재 (64A, 64B) 의 걸침부를 신중하게 설정함으로써, 융합된 최외부분의 절단이 필요하지 않다. 도 13 에서는 외장재의 최종 레인과 가장자리 사이에서 고정밀하게 정렬되는 장점을 갖고 있다. 다른 레인, 즉 가장자리가 없는 레인과 외장재는 저정밀하게 정열될 필요가 있다. 반대로, 종래 기술은 각 레인의 고정밀성을 요구하는 각 레인에 단일의 분리된 외장재를 도포한다.

각 측면에서 1 인치의 플랜지를 원한다면, 예컨대, 그 후 레인 사이의 틈은 섬유팩의 복원된/감압된 높이에 2 인치를 더한 것에 대응하는 약 3.5 인치 (8.89 cm) 이어야 한다. 가열된 닙 (1504) 은 약 2 인치 폭이어야 하고, 칼날 (1520) 은 융합된 부분을 절반으로 자른다.

제 4 실시형태에서는 외장재가 2 개의 주면에 부착되고, 외장재는 섬유팩을 둘러싸도록 함께 연결된 절연제품을 제조하였다. 하지만, 둘러싸인 소수 외장재는 외장재 (64A, 64B) 에 부착되지 않는다. 이것은 도 7 의 피포 기법의 다른 방법을 나타낸다.

본 발명의 작동원리와 형태는 바람직한 실시형태로 설명되었다. 하지만, 본 발명은 본 발명의 관점을 벗어나지 않고 특히 예증되고 설명된 것보다 다르게 실시될 수 있음을 인지되어야 한다.

Claims

적어도 2 개의 외장재를 광섬유 배트 (110) 에 부착하기 위한 장치로서,

제 1 외장재원 (64A),

상기 제 1 외장재원으로부터의 제 1 외장재를 상기 배트의 제 1 측부와 접촉시키도록 배열되는 제 1 롤러 (114A),

상기 배트와 접촉중인 상기 제 1 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 1 외장재의 일부분을 상기 배트의 섬유상에 용융시키기에 충분한 열로 가열하도록 작동되는 제 1 가열원 (128A),

제 2 외장재원 (64B),

상기 제 2 외장재원으로부터의 제 2 외장재를 상기 배트의 제 2 측부와 접촉시키도록 배열되는 제 2 롤러 (114B), 및

상기 배트와 접촉중인 상기 제 2 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 2 외장재의 일부분을 상기 배트의 섬유상에 용융시키기에 충분한 열로 가열하도록 작동되는 제 2 가열원 (128B) 을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열원 (128A, 128B) 이 전도가열과 초음파가열 중 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 외장재와 제 2 외장재 (64A, 64B) 는 상기 배트 (110) 의 대향 측부에 도포되어 이중-외장 배트 (1424) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 배트가 제 1 및 제 2 롤러 (1506, 1508) 에 도달하기전에, 상기 배트 (110) 를 적어도 하나의 틈 (1732) 을 사이에 갖는 적어도 두개의 레인 (1708, 1710) 으로 자르기 위한 적어도 하나의 사전-절단 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 롤러 (1506, 1508) 로 인해 적어도 하나의 틈 (1509) 은 상기 제 1 및 제 2 외장재 (64A, 64B) 와 상기 배트의 대응하는 레인의 가장자리에 의해 둘러싸이고, 상기 장치는,

상기 적어도 하나의 틈에서 상기 제 1 및 제 2 외장재를 함께 압축하기 위한 적어도 하나의 닙 (1504), 및

상기 제 2 외장재와 접촉중인 상기 제 1 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 1 외장재의 일부분과 상기 제 2 외장재의 일부분을 함께 용융시키기에 충분한 열로 가열하여, 융합된 외장부 (1516) 를 형성시키는 적어도 하나의 제 3 가열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서, 대응하는 융합된 외장부 (1516) 를 자르기 위한 적어도 하나의 사후-절단 기구 (1520) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 3 가열원은 전도가열과 초음파가열 중 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 외장재 (64A, 64B) 의 단부는 상기 배트 (110) 의 가장자리에 걸쳐있고, 상기 장치는,

상기 배트의 적어도 하나의 가장자리에 근접하게 위치하여 제 1 및 제 2 외장재의 걸침부를 함께 압축하기 위한 적어도 하나의 닙 (1504), 및

상기 제 2 외장재와 접촉중인 상기 제 1 외장재를 가로지르는 영역을, 상기 제 1 외장재의 일부분과 상기 제 2 외장재의 일부분을 함께 용융시키기에 충분한 열로 가열하는 적어도 하나의 제 3 가열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.