KR910009701B1 - 펠트의 연속 형성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

펠트의 연속 형성방법

제1도는 종 방향으로 압축하지 않고 제조한 펠트 샘플의 단면 사시도이다.

제2도는 선행기술에 의해 압축된 펠트 샘플의 단면 사시도이다.

제3도는 본 발명에 따라 압축된 펠트 샘플의 단면 사시도이다.

제4도는 본 발명에 따른 펠트의 제조공정도이다.

제5도는 제4도에서 펠트의 압축을 수행하는 부분의 확대 상세도이다.

제6도는 본 발명에 따른 압축 전후의 여러 가지 제조방법에 대한 용량의 함수로서 내압축도를 도시하는 그래프이다.

제7도는 펠트 두께의 함수로서 내압축성의 개선을 도시하는 그래프이다.

본 발명은 섬유가 불규칙한 방향으로 배열된 펠트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 글래스 울(glass wool), 락 울(rock wool)등과 같은 관용명으로 나타내는 광물섬유로 제조한 펠트에 관한 것이다.

종래, 광물섬유 펠트는 기류에 의해 운반되는 섬유를 컨베이어 위에 적층함으로써 연속적으로 형성된다. 컨베이어는 섬유를 보유하며 또한 가스를 섬유에 통과시킨다.

섬유는 컨베이어 위에 적층되기 전에 섬유를 서로 결합시키는 수지상 조성물로 피복되므로, 구성되는 펠트의 포합성(cohesion)을 제공한다. 액상 형태로 적용된 수지상 조성물은 미리 선정한 두께의 용량의 바람직한 조건하에서 펠트에 열처리함으로써 가교결합된다.

종래의 펠트 형성방법에 의해서는 특성이 특정한 용도에 적합한 모든 요건을 완전하게 만족시키지 못하는 생성물을 생성시킨다. 일반적으로 아주 필요한 절연특성 이외에도, 간혹 사용되는 제품의 기계적 특성이 특정할 필요가 있다. 이것의 예는 석조부재를 지지함으로써 고도의 압축성에 견딜 수 있는 제품(예 : 상업적으로 수득가능한 편평한 지붕의 절연에 사용되는 부재) 또는 옥외 절연에 사용되는 제품, 특히 인열응력에 견딜 수 있는 제품이다.

이러한 특성을 갖는 제품 또는 다음의 다른 제품을 수득하기 위해서는 종래의 펠트 형성공정을 변형시킬 필요가 있다.

리시빙 컨베이어 또는 이와 유사한 부재 위에 섬유를 적층하는 펠트의 형성은 모든 방향으로 균일하지 않은 엉킴을 초래한다. 실험적으로 섬유는 리시빙 표면과 평행하게 위치하는 경향이 뚜렷한 것으로 밝혀졌다. 이러한 경향이 현저하면 할수록 섬유는 더욱 길어진다.

이러한 펠트구조는 절연성 및 종방향의 내견인력에도 유리하다. 따라서, 이러한 구조는 다양한 용도에 유리하다. 그러나 이러한 구조는, 예를들어, 제품이 이의 폭방향으로 압축 또는 인열을 견딜 필요가 있는 경우에는 가장 적합하지 않다는 것을 알아야 한다.

이러한 펠트의 내압축성을 개선시키기 위해, 펠트가 형성되는 리시빙 부재 위에 단위표면적당 섬유의 수를 증가시킴으로써 한 용액의 용량을 증가시킨다. 적층될 수 있는 단위표면적당 섬유 질량이 제한되어 있다는 사실과는 별도로, 리시빙 부재 위에 섬유의 적층은 기체의 통과를 급속하게 방해하므로, 양호한 조건하에서 연속적인 펠트 형성은 내인열성과 같은 다른 특성을 개선시키지 못한다.

앞서 제안된 또다른 용액은 섬유 방향이 펠트의 평면에는 이미 없으나 직각면에 있는 방식으로 존재한다. 이러한 배열은, 예를들어, 펠트에 주름을 성형시킴으로써 이루어진다. 이러한 주름은 길거나 짧은 길이의 연속층으로 펠트를 적층하여 목적하는 최종 두께 방향으로 연장시키거나, 종방향으로 펠트를 압축시킴으로써 수득된다.

펠트를 상기 조건하에서 압축시키면 파형이 성형된다. 다음에 수행되는 결합제 조성물의 열처리 절목구조(folded structure)에 영구적인 특성을 부여한다.

이와 같이 형성된 펠트의 두께 방향으로 배향된 섬유 방향은 실질적으로 내압축성 및 내인열성을 개선시킬 수 있게 한다. 그러나 이러한 구조는 종방향 내견인력에 대해서는 불리하고, 여기서 펠트는 비절목 또는 굴곡되는 경향이 있다.

섬유의 두께방향 적층은 펠트조각, 목적하는 펠트의 두께에 상응하는 폭을 조합함으로써 야기되며, 여기에서 각 조각은 섬유를 구성하는 펠트의 표면에 수직인 평면에 있도록 배열된다. 조각은 펠트의 한쪽 면 또는 양면을 피복하는 피복물 또는 필름에 의해서 서로 유지된다. 가능하다면 이러한 조각은 이의 수축 표면에 의해 서로 직접 결합될 수 있다.

비교적 복잡한 기술로 제조된 펠트(“적층포”라고 칭한다)는 주로 절연 파이프에 사용된다. 수득된 제품의 굴곡 또는 압연 성능은 이러한 용도에 특히 바람직하다.

본 발명의 목적은 기계적 특성, 특히 제품의 두께 방향으로의 내압축성 및 내인열성이 종래의 어떠한 단점도 생기게 하지 않고, 따라서 어떠한 주름도 형성되지 않으며, 또한 펠트 조각을 서로 조합하지 않으면서 개선된 펠트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마찬가지로 기계적 특성이 개선되고 절연특성이 만족스러운 펠트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 앞서 언급된 특성을 나타내면서도 가능한 최소 용량의 펠트를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 이러한 결과를 얻기 위해서 섬유의 배향이 동방성이 아닌, 적어도 불규칙한 절연 펠트의 제조방법을 제안하였다. 대신에, 앞서 언급된 기술에 있어서 주름의 형성 및 펠트조각의 조합은 실질적으로 섬유 배향을 펠트 두께 방향으로 변환시키지 않는다. 이러한 섬유는 조각의 주름 방향에 따라서만 배향된다. 반면에, 본 발명에 따르면 생성된 펠트의 최내부 섬유는 섬유층의 일반적 배향을 거의 변경시키지 않고 가능한 여러 방향을 나타낸다.

본 발명에 따라서 펠트의 두께 방향으로 압축을 수행한 후 리시빙 부재 위에 수집된 섬유 펠트는 상측과 하측을 형성하는 일련의 컨베이어 사이에 통과시킴으로써 종방향으로 연속적으로 압축시키고, 여기에서 종방향 압축은 특정한 속도로 구동하는 한쌍의 컨베이어에서 저속도로 구동하는 한 쌍의 컨베이어로 통과시킴으로써 수행된다.

두께 방향으로 미리 압축시키는 것이 일반적으로 필요하다. 섬유 리시빙 챔버를 이탈할 경우, 펠트가 형성되는 방법 때문에 용량이 상당히 불균일한 것으로 밝혀졌다. 컨베이어와 접촉하는 부분은 비교적 조밀한 반면, 노출 표면 위에서 나타나는 섬유는 매우 가볍고 불규칙한 응집형으로 배열된다.

따라서, 펠트를 두께 방향으로 압축시키는 공정은 고려되는 펠트두께 내부의 지점에서도 더욱 균일한 용량을 획득하는 것이 목적이다. 만족스러운 균일성은 종방향 압축으로부터 초래된 섬유의 만족스러운 배열을 얻는 데에 필요한 조건의 하나이다.

더욱이, 두께 방향의 압축은 리시빙 컨베이어와 접촉하는 펠트의 다른 표면 위에 형성되는 것과 유사한 섬유 밀집 표면층을 형성하는 원인이 된다.

종방향 압축공정 도중에 양쪽 표면 위에서 펠트의 유지 및 표면층의 존재는 주름을 형성하지 않는 펠트내축의 섬유를 재배열하는 원인이 된다.

더욱이, 제한된 영역내에서 수득된 섬유가 밀집하는 주름이 생기는 것을 방지하기 위해서는 각각 다른 공정에 있어서 종방향의 압축은 제한되어야 하는 것으로 실험적으로 밝혀졌다.

여러 인자는 이러한 한계는 설정하는 데에 있어서 별도의 역할을 한다. 펠트의 용량 및 이의 두께는 특히 고려할 필요가 있는데, 여기서 어느 정도는 펠트의 변형 내지 굴곡되는 능력이 결정된다. 고용량의 두꺼운 펠트는 주름을 형성하는 경향이 적다는 것을 알아야 한다. 펠트를 형성하는 섬유의 특성도 주의해야 한다. 섬유가 짧으면 짧을수록 주름을 형성하지 않고 재배열이 더욱 용이해진다.

이하에서, 광물섬유로 제조된 펠트의 대표적인 실시예와 이러한 형태의 공정을 수행하는 방법을 설명한다. 그러나 이러한 결합에서 방열 및 방음분야에 통상 사용되는 펠트에 바람직하지 않은 주름의 형성을 방지하기 위해서는 압축비, 다시 말하면 각각의 압축 전후의 단위표면적당 질량비는 10 이하, 바람직하게는 7이하로 유지하는 것이 유리하다.

그러나 유리한 압축율은 펠트에 사용되는 섬유의 특성에 따라 상당히 변화한다. 섬유가 조악하면 할수록 각공정 압축율은 더욱 낮아진다. 따라서, 평균 직경이 실질적으로 10μ 이상인 섬유에 있어서 각 공정의 압축도는 5미만이 바람직하다.

본 발명자들은 이와 같은 공정에 의해 펠트의 표면에 거의 평행한 층에 최초로 적층된 섬유는 펠트내의 불규칙한 방향을 따라 위치하는 반면, 컨베이어와 접촉하는 섬유는 표면에 거의 평행하게 존재한다는 것을 밝혀냈다. 다시 말하면, 제품에 형성되는 루우프는 펠트의 두께에 비해 비교적 크기가 작으며, 또한 표면에 영향을 미치지 않는다.

놀랍게도, 본 발명자들은 압축을 여러 가지 연속 단계로 수행할 경우에 더욱 높은 압축비를 획득할 수 있으며, 특히 주름을 형성하지 않는 압축은 수행하기가 매우 어렵다는 것을 알았다. 본 발명자들은 동일한 최종 압축비에 있어서 수득된 제품의 특성은 압축을 여러 단계로 수행하는 경우에 개선될 수 있다는 것도 알았다. 따라서, 본 발명은 여러 연속 단계로 수행하는 펠트 압축방법에 관한 것이다.

복수단계 공정에서 밝혀진 개선이유는 전적으로 분명하지 않다. 각 단계에서 부여된 압축을 제한함으로써 한정범위의 부분적인 변형을 촉진할 수 있고, 다음의 변형은 처음 언급된 것 이외의 지점에서 형성되며, 그 결과 변형은 배가되는 반면, 단일 단계에서 약간의 변형은 펠트 두께의 더욱 많은 양에 영향을 미치는 경향이 있다는 가설도 세울 수 있다. 이것은 가설일 뿐이다. 그러나 펠트 단면을 조사해보면 이러한 생각을 확인할 수 있다: 본 발명의 경우, 루우프는 작으며 또한 제품에 잘 분포된다.

제품 표면상의 섬유는 실제로 루우프가 없는 층을 형성한다.

물론, 종방향 압축공정의 수를 배가할 경우에 획득할 수 있는 종방향 압축비는 무한하지 않다. 실용량인 이유에서 전체 종방향 압축비, 다시 말하면 펠트위에서 수행된 종방향 압축은 15를 초과하지 않는다.

다음은 본 발명에 따른 방법으로 펠트를 제조하는 여러 가지 조건 및 수득된 펠트에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 두께 방향으로만 압축을 수행한 펠트내의 섬유의 우세한 위치를 나타낸다. 대부분의 섬유는 펠트 표면에 평행하게 배열되거나 또는 동일한 위치에 매우 밀집하게 배열된다. 섬유 배열은 화살표로 나타낸 종방향에서 본 경우와 횡방향에서(펠트가 형성되는 컨베이어에 대해서)본 경우의 어느 방향에서도 거의 같다. 이러한 형태의 펠트는 양호한 내열성을 제공하지만 두께방향으로 용이하게 압축되거나 인열될 수 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 주름진 펠트는 주름이 섬유를 펠트의 두께 방향으로 배향되어 있는 한은 보다 많은 내열성과 내압축성을 제공한다. 깊은 절목은 펠트의 표면에 나타난다. 횡방향에서의 단면구조는 주름에 대해서 절목의 위치에 따라 변화한다. 이러한 구조는 내굴곡성 또는 종방향 견인력에 대한 내성이 거의 없다.

제3도는 본 발명에 의해 제조된 펠트를 도시한다. 종방향으로 섬유방향의 다양성은 표면에 주름이 없는 제품의 중앙부에 나타난다. 횡방향으로 및 대표적으로 섬유의 주요방향은 펠트 표면과 평행하게 존재한다.

제4도는 펠트를 형성하는 공정도를 나타낸다. 이 공정도는 3개의 주요부분, 즉 섬유로부터 펠트가 형성되는 부분, 본 발명에 다른 방법으로 펠트가 압축되는 부분, 펠트를 열처리하여 결합제와 가교결합시키는 부분으로 구성한다.

펠트 형성공정은 세 개의 원심분리단위(1)의 형태로 도식적으로 나타낸다. 본 발명의 수행은 특별한 펠트 형성방법으로 한정되지 않는다. 상술한 방법은 상업적 규모로는 글래서 섬유 펠트를 형성시키는 데에 널리 사용하는 반면, 다른 방법은 락 울을 성형하는 데에 일반적으로 사용되며, 또한, 재료가 운반되어 섬유 형태로 사출되는 주변벽에 원심분리 바퀴의 조립품을 사용하는 것도 특히 중요하다.

3개의 원심분리단위(1)는 연속적으로 배치된다. 대형장치의 경우에는 원심분리단위의 수가 12개 이상일 수 있다.

각각의 원심분리단위(1)에 의해 제조된 섬유는 먼저 환상 보일(voil)(2)을 형성한다. 환상 보일은 섬유를 보유하는 기체 투과성 리시빙 컨베이어(4)에 적합한 리시빙 챔버(3)의 하부에 기류에 의해 운행된다. 기체 순환은 챔버(3)내의 대기에 대해서 진공 상태의 탱크(5)로부터 리시빙 컨베이어(4)위에 유지되는 진공에 의해 수행된다.

섬유는 컨베이어가 리시빙 챔버로부터 출구에 도달할 때까지 계속 증가하는 두께로 컨베이어 위에 적층된다.

챔버 내부에서 부재(도시되지 않음)는 액상 결합제 조성물을 섬유 위에 분사한다. 통상적으로 결합제를 펠트 전체에 균일하게 분사함으로써 가능하면 섬유상에 결합제의 분포를 균일하게 하려는 많은 연구가 이루어지고 있다.

통상적으로 챔버(3)로부터 나오는 펠트(6)는 비교적 가볍다. 펠트의 평균 용량은 상당한 두께에 비해서 낮다. 더욱이, 펠트 형성방법에 따르면 섬유는 주로 컨베이어(4)와 평행하게 배열된다. 변형의 연속성에 의해 이러한 펠트의 용량이 실질적으로 증가하게 되며 섬유 배열도 변화하게 된다.

본 발명에 따르면 이러한 변형은 이의 두께방향으로 펠트를 압축시키는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 압축은, 예를들어, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 두 개의 컨베이어(7,8) 사이에 펠트를 통과시킨 다음, 두 개의 컨베이어를 분리하는 간격을 펠트가 진행하는 방향으로 감소시킴으로써 달성된다.

이어서, 압축된 펠트를 컨베이어(9,10) 및 (11,12)사이에 통과시키고, 각 쌍의 속도를 상기 컨베이어 쌍보다 작게하여 펠트의 종방향 압축을 연속적으로 일으킨다.

이러한 연속적인 변형 도중에 펠트는 처음 용량의 적어도 일부분이 증가하는 것을 방지하기 위해 영구적으로 한정된다. 다음에 곧바로 오븐(13)에 넣어 여기서 열처리를 수행하여 결합제를 가교결합시키고 제품을 안정화시킨다.

오븐(13)에서 꺼내자 마자 제품을 절단하여 목적하는 용도에 따라 포장한다.

본 발명에 따른 펠트의 처리는 제5도에 상세하게 나타낸다.

제5도는 펠트가 오븐에 들어갈 때까지 이송시키는 일련의 컨베이어(7,9,11)을 도시하는 것이다.

펠트를 운반하는 컨베이어의 표면은 동일 평면이 바람직하다.

이를 기체투과성 컨베이어를 구성하는 격자, 메쉬 또는 이와 유사한 구조물은 이들이 바람직한 위치에 유지되는 금속판 또는 로울러(도시되지 않음)와 같은 지지물 위에 받쳐져 있다.

컨베이어는 구동바퀴(14,15,16)에 의해 통상의 방법으로 구동한다. 컨베이어는 펠트에 일정한 속도를 제공하기 위해, 예를 들어, 컨베이어와 체인에 의해서 슬립(slip)없이 구동된다. 각 컨베이어의 모터는 다른 세팅을 허용하기 위해 분리되어 있다.

컨베이어(7,9,11)에는 마주보는 다른 3개의 컨베이어(8,10,12)가 있다. 일반적으로, 컨베이어쌍(7,8),(9,10),(11,12)의 속도는 펠트 양면의 진행속도를 동일하게 유지하도록 조절된다. 도면에 도시된 바와 같이 하나 이상의 컨베이어(8,10)가 경사져 있는 경우, 이의 속도가 대응하는 컨베이어(7,9)의 속도보다 약간 더 빠름을 의미한다.

앞서 기술한 바와 같이, 컨베이어(9)는 제품 두께의 압축성은 물론 이 두께를 통하는 모든 지점에서 용량의 균일성도 제공한다. 또한, 섬유는 컨베이어(9)와 접촉할 경우에 표면층을 형성한다. 컨베이어(8)에 있어서 컨베이어(7)에 의해 부여된 진행에 상응하는 것보다 약간 더 빠른 속도는 표면층의 형성을 촉진할 수 있으며, 또한 어느 정도는 펠트내의 섬유의 재배열이 유리할 수도 있다는 사실이 실험적으로 밝혀졌다. 그러나 컨베이어(8)의 과속은 펠트의 구조를 나쁘게 하기 때문에 제한해야 한다. 바람직하게는 이러한 공정조건을 부여할 경우, 상부 컨베이어(8)의 과속은 바람직하게는 10%를 초과하지 말아야 한다.

컨베이어(7,9,11)에 대응하는 컨베이어(8,10,12)의 높이는 조절 가능하다. 또한, 이 끝에 컨베이어(8,10,12), 이들을 저지하는 로울러(도시되지 않음) 및 이들을 구동시키는 대응모터(17,18)로 도시된 샤시에 서치된다. 이러한 샤시(17,18)는 펠트 형성라인을 지지하는 아치(23,24,25)로부터 조절 로드(19,20,21,22)에 의해서 장치된다.

로드(19,20,21,22)의 높이 조절은 통상의 장치(예 : 스크류 잭)에 의해 이루어진다.

도시한 구조에 있어서, 두 개의 컨베이어(8,10)는 동일한 샤시(17)위에 배열되고, 따라서 동시에 조절된다. 이것은 단지 하나의 가능한 배열을 구성한다. 컨베이어의 경사와 높이를 별도로 조절하는 것이 유리하다. 샤시(17,18)에서와 같이 별도로 조절할 수 있는 다른 샤시에 조절하는 것도 물론 적합하다.

펠트는 오븐 속으로 도입되어야 하므로, 상이한 컨베이어의 높이 조절은 리시빙 챔버(3)로부터 나오는 펠트(6)의 두께와 최종 펠트의 두께에 따라 달라진다. 이들은 순수하게 기하학적으로 생각해보면, 펠트의 두께 방향으로의 압축에 대한 선택은 종방향 압축상에서의 펠트거동에 의해서 좌우된다. 바람직한 구조 변형의 외관은 펠트의 용량물질, 섬유의 두께 및 길이에 따라 달라진다. 컨베이어의 높이 조절은 가장 가능한 조건하에 처리될 펠트의 처음 두께와 제조된 섬유의 특성에 있어서의 용량 및 두께를 측정할 수 있게 한다.

이러한 면에서 길이방향 압축시의 펠트와 가공제품에 관련하는 용량 조건은 실질적으로 다르다는 것을 알아야한다. 사실상, 대신에, 내압축성이 있는 가장 상업적인 제품은 비교적 용량이 큰 제품(절연제품)이다. 용량은 통상적으로 30 내지 150kg/㎠이다. 이러한 용량을 얻기 위해서는 재료를 결합제 처리 오븐(13)에 도입할 때 두께 방향으로 최종 압축을 수행하는 것이 보통이다. 대신에, 종방향 압축 도중에 주름 형성을 방지하기 위해서는 펠트의 용량이 충분한 것이 바람직하지만, 이러한 동일 용량은 너무 높아서는 안되며, 물론 이 경우에 섬유의 재배열도 마찬가지로 곤란하고, 펠트의 구조에 부분적인 열화를 초래할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 평균 직경이 약 6 내지 14μ이고 평균 구조가 약 수 cm인 섬유로 제조된 펠트에 있어서 두께 방향으로의 초기 압축은 바람직하게는 압축펠트의용량이 10kg/㎤이상이 되도록 선택하는 것이 바람직하다.

더욱 가벼운 펠트에 있어서, 섬유의 재배열은 균일성을 낮게 하기 쉽고, 제품의 용량특성, 즉 내압축성 또는 내인열성을 획득하기 위해서는 길이방향 압축을 더욱 크게 할 필요가 있다.

마찬가지로, 압축공정은 용량이 60kg/㎤를 넘지 않는 펠트에 대해서 수행하는 것이 바람직하다.

앞서 지적한 바와 같이, 종방향 압축 전의 펠트 용량과 압축율은 적어도 일부가 달라진다. 용량이 크면 클수록 압축율은 더욱 낮아진다.

대응하는 두께는 이러한 조건에서 가해진다. 상기한 바와 같이 섬유를 재배열시키기 위해서, 종방향 압축시에 펠트의 두께가 최소일 필요가 있음을 인지해야 한다. 상기 펠트에 있어서 종방향 압축 이전의 두께는 바람직하게는 80mm 이상이고, 더욱 바람직하게는 100mm이상이다.

용량 및 두께의 조건은 단위표면적당 섬유질량으로 나타낼 수 있다. 간단하게는 만족스러운 조건하에 진행시키기 위해서, 종방향 압축 이전에 컨베이어 위의 섬유의 양을 0.75kg/㎤ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

모든 경우에, 두께 방향의 압축은 섬유의 손상을 방지하기 위해 계속해서 수행하는 것이 바람직하다. 컨베이어(8)의 길이는 컨베이어(7)에 의해 형성된 표면에 대한 경사가 20% 이하이고, 바람직하게는 15% 미만이 되도록 선택하는 것이 유리하다.

목적하는 용량을 얻기 위해 두께 방향의 압축이 비교적 현저해야 하는 경우에는, 제5도에 도시된 바와 같이, 컨베이어(7,8)와 컨베이어(9,10)[컨베이어(9,10)는 동일 샤시에 설치되거나 설치되지 않는다]에서 수행하는 것이 유리하다. 따라서, 라인을 과도하게 연장시키는 것을 방지할 수 있다.

두께를 계속해서 감소시키는 것이 바람직하다면, 종방향 압축을 너무 과도하게 하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 종방향 속도를 계속해서 감소시키거나, 이 공정을 약간 저속도로 연장하는 것도 바람직하다.

이러한 공정라인에 따른 시도는 점차 저속도로 이동하는 일련의 로울러를 사용하여 수행되어 왔다. 이들 로울러는 연속 로울러와 최종 고정장치 사이의 섬유를 만족스러운 조건으로 유지시키는 것이 매우 어렵다는 것으로 밝혀졌다.

이러한 이유 때문에, 이러한 종류의 문제점을 해소시킬 수 있는 컨베이어로 조작하는 것이 더욱 유리한 것처럼 보인다. 마찬가지로, 계속해서 감소하는 속도로 이송하는 일련의 여러 연속 컨베이어를 제공할 수도 있지만, 실용적인 관점에서 보면 여러 개의 컨베이어 사용이 실제로 제한된다.

펠트 구조를 변형시키는 데에 유용한 종방향 압축과 표면 주름을 형성하지 않고 허용 가능한 압축율을 고려한다면, 펠트 속도 감소 단계의 수는 소수로 한정된다. 특정한 경우에는 한 단계의 종방향 압축이면 충분한 반면, 다른 경우에는, 제5도에 도시된 바와 같이, 2단계 이상으로 수행하는 것이 바람직하다.

도면에 있어서, 컨베이어(7,8) 사이를 통과한 후 두께가 부분적으로 압축된 펠트(6)는 상기 컨베이어의 연장부에 존재하는 컨베이어(9,10)사이에 도입된다. 컨베이어(9,10)의 속도는 컨베이어(7,8)의 속도보다 낮다. 속도비는 펠트에 종방향 압축율을 제공한다.

컨베이어의 제1쌍에서 제2쌍으로 통하여 압축된 후, 압축섬유가 이 간격을 이탈하지 않도록 이러한 컨베이어 사이에 최소한의 간격을 제공할 필요가 있다. 실제로, 몇 cm의 간격은 컨베이어를 마찰의 위험 없이 이동시키는데에 충분하고 또 펠트의 진행을 바람직한 방향으로 유지시킬 수 있다.

일반적으로 활주로를 형성하는 부재는 펠트를 지지하는 데에 우수한 연속성을 제공하기 위하여 연속 컨베이어 사이에 간격을 제공할 수도 있다. 이러한 부재는 부재가 배열된 두 개의 컨베이어 사이에 표면의 연장부가 있는 편평한 표면이 있다.

컨베이어(9,10) 사이를 통과한 후, 종방향으로 압축된 펠트는 이의 두께 방향으로 계속해서 압축되며, 제2종방향 압축은 컨베이어(9,10)에서 컨베이어(11,12)까지 통과할 때 수행된다.

두 개의 연속 압축단계에서 종방향 압축율은 같거나 다를 수 있다. 실제로, 이러한 압축율은 앞서 보여준 바와 같이 펠트 구조내로 주입된 변형물을 적당히 분포시키기 위해 가능한한 서로 근접시키는 것이 바람직하다.

제5도에서, 컨베이어(11,12)는 서로 평행하게 배열된다. 다시 말하면, 펠트는 더 이상 두께 방향으로 압축되지 않는다. 이것은 새로운 압축이 오븐 입구에서 수행될 경우에도 확실하다. 펠트의 전환단계에서 얻어진 용량은 통상 이 단계에서 사용되는 컨베이어로 다루기 힘든 비교적 상당한 압력을 적용할 필요가 있다. 한편, 오븐내에 도입된 후 펠트는 고도의 압력을 용이하게 적용할 수 있는 두 개의 큰 로울러 사이를 통과한다. 그럼에도 불구하고, 오븐에 도입된 후 두께의 감소는 종방향 압축단계에 의해 설정된 바와 같이 펠트구조를 바람직하지 않게 변형시키는 압축이 너무 크지 않는 것이 바람직하다. 실제로, 오븐에 들어갔을 때의 두께는 최종제품의 두께보다 두 배 이상 크지 않은 것이 바람직하다.

컨베이어(11,12)와 오븐내 컨베이어 사이의 펠트의 지지 연속성은 순수한 기하학적 특성 때문에 어떠한 매개물없이 제공한다는 것은 곤란하다. 이러한 경우에, 마찬가지로 활주로를 형성하는 고정부재(26,27)를 제공할 수 있다. 섬유가 이러한 부재에 엉켜 붙는 것을 방지하기 위해서 부재를 가열하는 것이 유리하다.

실시예로서 본 발명에 따른 상기 시험은 특히 편평한 지붕에 사용되는 절연펠트의 내압축성을 증가시키기 위하여 제4도에 도시된 바와 같은 장치로 수행한다.

섬유는 재료가 연신가능한 조건하에 있는 원심분리기내에서 원심분리 처리에 의해 형성된다. 필라멘트는 원심분리기 주변에 위치한 오리피스를 통하여 물질을 통과시킴으로서 형성된다. 이러한 필라멘트는 원심분리기의 벽을 통과하는 열기류에 들어간다. 이러한 필라멘트는 원심력 상태에서 연신되며 또한 이들이 파열하는 냉벽에 투하된다. 이러한 방법으로 수득된 비교적 짧은 필라멘트는 평균 길이가 약 1 내지 3cm이고 직경이 약 12μ이다.

일련의 3개의 원심장치에 의해서 형성된 섬유는 페놀 수지로 피복된 후 콘베이어 펠트 위에서 수집된다.

펠트 형성 영역에 있어서 단위표면적당 섬유질량은 1 내지 3kg/㎡의 실험치에 따라 변한다.

제조된 제품은 두께가 30 내지 120mm, 용량이 50 내지 150kg/㎥로 변화한다.

이러한 시험의 목적은 가능한한 용량이 적은 내압축성 절연펠트를 제조하는 것이다.

제6도는 종방향 압축이 없는 상태(T), 종방향 압축된 상태(A), 2단계 종방향 압축후의 상태(B)에서 제조된 제품의 결과이다.

사용되는 여러 가지 컨베이어의 속도는 단일 공정에 있어서 종방향 압축율이 2회 연속공정에 상응하는 압축율과 동일하도록 변화한다. 비교제품의 두께는 동일(50mm)하다.

펠트 형성부에서 컨베이어의 속도는 약 30m/min이다. 이러한 속도는 제5도의(7,8)로 도시된 컨베이어의 속도와 동일하다.(후자는 펠트의 진행 방향에 대해서 경사지게 하기 위해서 언급된 것보다 약간 더 크다.) 오븐내의 속도는 수득된 제품의 용량에 따라 변하며, 7 내지 10m/min이다.

실제로, 리시빙 컨베이어 위의 단위표면적당 섬유 질량을 한정하기 위해서는 섬유 리시빙 컨베이어에 대해서 상당한 고속을 유지하는 것이 바람직하다. 적은 두께로 적층된 섬유를 통하여 기체의 순환이 더욱 용이하다는 사실로부터 많은 잇점이 생긴다. 리시빙 컨베이어에 유지되어야 할 진공효과와 상응하는 동력비는 실질적으로 상당히 감소된다. 이러한 점에서 종방향 압축공정은 동일한 최종 용량 및 리시빙 컨베이어의 속도가 증가할 수 있기 때문에 바람직하다.

두 경우를 고려해보면, 한쪽의 중간 컨베이어(9,10)와 다른 한쪽의 컨베이어(11,12)의 속도는 다음과 같이 정해진다: 하나의 압축공정에 있어서 컨베이어(9,10)의 속도는 35m/min으로 불변이고, 컨베이어(11,12)와 오븐의 속도는 7 내지 10m/min이다. : 2단계 압축공정에 있어서 컨베이어(9,10)의 속도는 18 내지 23m/min이고, 컨베이어(11,12)의 속도는 7 내지 10m/min이다.

컨베이어(7,8) 사이에 펠트 도입 높이는 펠트보다 약간 크게 조절된다. 한 지점에서 다른 지점까지의 거리가 최종 제품의 두께의 2배인 지점에서 컨베이어(9,10)를 분리하는 거리는 100mm이다. 같은 거리는 컨베이어(11,12)를 분리한다.

내압축성의 측정은 영국 표준규격 BS 2972에 따라 수행한다. 이러한 규격에 따르면, 측정 샘플은 316×316mm와 두께 100mm로 압축처리한다. 이러한 압축량은 압축율 10%로 측정한다. 압축판의 이송 속도는 1mm/min이다.

결과를 그래프 형태로 도시한 제6도는 동일한 내압축성을 부여하여 가장 큰 용량을 필요로 하는 경우, 펠트의 형성도중에 종방향 압축 없이 수득된 샘플을 나타낸다. 종방향 압축을 수행한 펠트 샘플에 대한 다이버전스(divergence)는 15% 정도로 현저하다.

단일 압축을 수행한 샘플과 2단계 종방향 압축된 샘플 사이의 용량중의 겉보기 다이버전스가 약 10%라는 것은 놀라운 사실이다.

동일한 제품의 내인열성을 측정하기 위해 수행하는 시험은 같은 종류이다. 2단계 압축단계를 거친 펠트는 실질적으로 아주 양호하다. 종방향 압축은 이의 내성을 크게 개선시킨다는 것을 알아야 한다. 이러한 개선은 본 발명에 따라 처리되지 않은, 즉 종방향 압축되지 않은 제품에 대해서 약 100% 정도 초과할 수 있다.

본 발명에 따르는, 상기에서 밝혀진 용량의 증가는 제품 두께의 함수이다. 제7도는 각종 제품, 특히 용량이 70내지 130kg/㎡인 제품, 1단계 종방향 압축공정(A) 또는 2단계 압축공정(B)으로 제조한 펠트의 내압축성 증가의 변화를 전체적으로 나타낸다.

이 그래프에서 두께가 점점 증가하고, 30mm후에는 상당히 빨리 증가하여 최대 두께의 다이버전스가 50mm이상에 도달한다는 것을 알아야 한다.

이와 유사한 시험은 더욱 미세하고 더욱 긴 섬유(평균 직경 6μ)로 제조한 펠트로 재현해도 동일한 특성을 나타낸다.

이러한 시험 다음에 용량이 매우 낮을 경우에 이러한 증가는 비실제적이라는 것이 분명하다. 모든 글래스 섬유(또는 유사한)펠트에 대해서 유리한 개선이 측정되며, 여기서 용량은 50kg/㎥이상이다.

또한, 본 발명에서 공개한 조건하에서 펠트의 주름 형성은 펠트의 전체 두께에 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 수득된 펠트중의 종방향 내굴곡성은 제품을 사용한다는 관점에서 필요한 범위내에 존재한다.

Claims (14)

1. 기류에 의해 운반된 섬유를 리시빙 부재(이러한 리시빙 부재는 기체 침투성이고 섬유를 보유한다)위에 적층함으로써 펠트를 형성시키고, 결합제 조성물을 리시빙 부재위의 섬유에 적용하고, 두께 방향으로 압축된 후 형성된 펠트를 열처리함으로써 결합제 조성물을 가교결합시켜 펠트 구조로 고착시키는 글래스 재료의 섬유로부터 펠트를 연속적으로 형성하는 방법에 있어서, 펠트를 리시빙 부재상의 섬유 형성공정과 열처리공정 사이에 적어도 하나의 종방향 압축공정으로 처리하고, 압축율, 즉 압축 전후의 단위표면적당 섬유 질량의 비는 형성된 주름이 펠트 표면에 영향을 미치는 것보다 적은 값으로 제한되는 것을 특징으로 하는 펠트의 연속 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 펠트의 종방향 압축을 적어도 2단계 연속 공정으로 수행함으로 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 종방향 압축공정에서 종방향 압축율이 15미만임을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 별도로 수행하는 각각의 압축공정에서 압축율이 10이하임을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 종방향 압축전에 처리된 펠트의 용량이 10kg/㎥ 이상임을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 종방향 압축전에 처리된 펠트의 용량이 60kg/㎥ 이하임을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 종방향 압축전의 펠트의 단위표면적당 질량이 0.75kg/㎥ 이상임을 특징으로 하는 방법.
8. 제2항에 있어서, 2개의 종방향 압축 연속공정을 포함하고, 이들 두 공정의 압축율이 거의 동일함을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 펠트의 섬유 평균 직경이 10μ 이상이고, 종방향 압축율이 각 공정에서 5이하임을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제8항 또는 제9항에 있어서, 종방향 압축공정후, 두께방향의 압축을 열처리전에 수행함으로써 펠트의 용량이 30 내지 200kg/㎥으로 됨을 특징으로 하는 방법.
11. 다른 한쪽 연장부에 위치한 적어도 두쌍의 컨베이어(7,8) 및 (9,10)를 포함하고, 펠트를 각 쌍의 컨베이어 사이에 통과시키고, 동일한 쌍의 두 컨베이어를 분리하는 간격은 펠트의 양 표면을 지지하도록 조절하고, 컨베이어쌍의 속도는 한쌍(7,8)에서 다른 쌍(9,10)까지의 적어도 하나의 통과지역에서 펠트의 속도가 감소하도록 조절함을 특징으로 하는, 제1항 내지 제10항중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 펠트 형성영역과 열처리 영역사이에 적어도 3쌍의 컨베이어(7,8),(9,10),(11,12)를 포함하고, 제1쌍(7,8)은 펠트를 두께 방향으로 압축하며, 컨베이어의 제1쌍(7,8)과 제2쌍(9,10) 사이에 제1방향압축을 수행하며, 컨베이어의 제2쌍(9,10)과 제3쌍(11,12)사이에서 펠트의 제2방향 압축을 수행하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 컨베이어의 제2쌍(9,10)이 펠트의 압축을 이의 두께 방향으로 수행하는 장치.
14. 제11항 내지 제13항중의 어느 한 항에 있어서, 열처리 오븐(13)내의 입구에 압축된 펠트를 지지하기 위해 활주로(26,27)를 컨베이어의 제1쌍(11,12)의 연장부에 제공하는 장치.

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