JPH03504219A - 繊維板を製造する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 繊維板を製造する方法と装置 本発明は繊維板の製造法に関し、この製造法においては繊維の空気中浮遊体はノ ズルを経て成形室に吹込まれる。前記成形室の境界は２本のエンドレス通気性駆 動ベルトから成り互いに向合って配置されて互いに同じ方向に移動する２本のベ ルト部分と、２個の互いに向合って配置されて実質的に不通気性の側壁によって 定められており、前記２本のバンド部分のそれぞれの遠い方の表面が吸引源と共 働している。本発明は又前記方法を実施するための装置に関する。

前述の技術によって製造された板、マット、バットは高度に優れた断熱性及び遮 音性を有することか見出されている。

しかしながら複数の繊維を前記成形室に射出する際にゆるく絡まされた繊維構造 体の開繊された構造を押しつぶして失わせることから繊維材料を防ぐために、繊 維板の密度を音吸収およびｌ！７ｒ熱性に対して必要とされるより高い値に増加 することが必要であるので、例えば建築用板としての実用性についての必須安定 性を欠く。

したがって、複数の繊維が実質的な範囲で互いに結合されて、安定ではあるが密 になってない構造を形成する開繊された構造体すなわちマトリックスを複数の繊 維が形成している繊維板すなわち繊維バットを公知技術を基にしたいわゆる乾式 成形工程を用いて提供することが本発明の目的である。

前記の目的は、高度に流動性があり、すなわち濃度の薄い接着剤の霧をノズルの 出口オリフィスと成形室の間の領域で作り、繊維か霧を通過して成形室へ実質的 に直線で通過し、成形室の中に以前に形成されて前記ノズルに向っている繊維板 端部表面に収集されるような高い値の運動エネルギーが与えられる新規な方法に よって達成される。

前記の吸引源の主な目的は射出された空気を除くことであって繊維に感知される ような影響を与えるものではなく、従って繊維は前記繊維板端部表面に向って移 動しその上に集中することかできる。繊維板又はバットの連続形成は、繊維板が 前記端部表面から相次いで作られて、開繊された空気を含有するマトリックスす なわち構造体を形成するように、繊維に与える運動エネルギーをコントロールし 且つベルトの速度をコントロールすることによって調節することができる。この マトリックスすなわち構造体の中の個々の繊維は互に点状に結合されており、こ れは使用される接着剤すなわちバインダーか流動性が高い為、接着剤が個々の繊 維の間の接続点に向って毛管力によって吸引され、それと共に安定した繊維マト リックスの中に繊維を結合させるからであり、接続点の間にあるこれらの繊維の 部分は余分の接着剤からは本質的に解放されている。複数の繊維が接着剤に浸透 される場合とは反対に、繊維の自由な部分はせいぜい接着剤の非常に薄い被覆で 覆われているにすぎず、従って繊維の可視性が感知される程度に減少することは なく、繊維の音響エネルギーを弱める能力は本質的には変らずに保たれる。

本発明は又製造される繊維板をセルローズ繊維を使用した場合でも防火性又は少 くとも防炎性にすることを可能とする。

この例に於いて使用されるバインダーはアルカリシリケート接着剤の如き本発明 の領域に於いて既知のバインダーである。

前記新規な方法によって製造された繊維板は繊維板の吸音性を弱めることなしに 例えば３０−５０ｋｇ／　ｒｎ”のような比較的低い密度を与えることが出来る 。同時にその繊維板を防炎性にすることができる。

本発明の装置の主な特徴とする機構は後述の装置クレームに示される。

本発明を添付図面を参照して以下詳述する。

第１図は一例として選択した装置を示す、第２図は成形室及びそれと共に共働す る装置の吸入部を拡大して示す、 第３図は安定した開かれた構造すなわち繊維マトリックスの第１図は本発明によ る装置の啓示説明図である。本発明の繊維板は下記の説明では、出発原料として のセルローズ繊維すなわち綿毛の状態から形成されると仮定する。この原料は場 合によって連続繊維に形成されていてもよく、この連続繊維は例えば希望する長 さの繊維板に裁断される等、後続の工程で切断される。第１図に示した装置では 、連続セルローズ繊維ウェブの製造に於いて、セルローズ製造（綿毛）はサイク ロン１の中に、供給口２を通って供給され、次にミキサー３に導かれ、こ＼で繊 維は空気と混合される。繊維と空気の混合糊はミキサー３から分配機すなわち計 量機４へ通る、そして前記混合体は図示していない供給スクリューによって、単 位時間当り与えられた量で送り出される。計量された量の繊維塊はファン５の吸 引側に連結された導管６の中へ吸引され、もう一つの導管７を通って細長い先細 の加速ノズル８へ浮遊しつつ送られる。先細の加速ノズル８に沿って通過しつつ 、浮遊している個々の繊維はノズル８を出る時には相当に大きな運動エネルギー が与えられて、繊維は本質的に直線運動の軌跡で成形室９に入る。成形室９の上 、下の表面の境界は実質的に互に平行な通気性のエンドレスベルトｉｏ　、　１ １で定められる。エンドレスベルト１０　、１１はローラー１２　、１３　、１ ４　、１５　。

１６及び１７を越えて延び、例えばモーター１８によってベルト１０を駆動して いる如く少くともローラー１３　、１６が駆動されている。ベルト１０　、１１ は矢印の示す方向へ互いに同じ速度で駆動されている。上下を２本のベルトｉｏ 　、　１ｉによって限られた成形室９は空気の通過し得ない壁によって垂直方向 にその境界が定められており、その内の後部壁１９が第２図に示されている。成 形室９は通気性のベルト１０　、１１の幅と垂直の延びる部分に相当する幅すな わちベルト１０　、１１の互に相対する部分の垂直の間隔に相当する高さを有す る。成形室９からの出口２１（第２図を参照）はノズル８の出口オリフィス８′ へ完全に開いている。この出口オリフィス８′は成形室９の幅と同一か又は若干 狭い幅を有することが好ましい。一方出口２１を例えば発泡プラスチックの如き 軽い物質で作られるのが好ましい閉鎖ローラー３５によって閉鎖することかでき る。ローラー３５は後述の如く出口２１を露出するように上げることが出来る。

ノズルオリフィス８′から出た浮遊する繊維を案内する為めに吹込み室２８が成 形室の入口の上流に、内部へ入るように設けられる。吹込み室２８は吹込みノズ ル８と共に、インジェクターを形作るように構成されており、図面の空気はじょ うご形のノズルの出口オリフィスの境界を定める気密性外壁と２つのローラー１ ２　、１７の間のすき間の中へ引き込まれ、それによって吹込み箱内に過圧を生 ずる。成形室９の内部を負圧に調える吸引箱２２及び２３を成形室９の全長にわ たって設ける。

２つの吸引箱２２　、２３は開口部２４　、２５及び導管２６を経て吸引ファン ２７又は他の適当な吸引源に連結される。第１図に示した装置は接着剤の容器２ ９を含む。容器２９には高度に流動性の高分子シリケートバインダーをパイプ３ ０を通ってスプレーノズル３１へ送りそこを通過する繊維上へバインダーの霧を 吹きつけるように装備されたポンプ（図示せず）も同時に設けである。

形成された繊維板又はウェブ３２はベルト１０　、１１によって成形室９から送 り出され、ローラーコンベアの如きコンベア上に移される。このようなローラー コンベアの一部がローラー３４として図示されている。繊維板３２が熱処理、圧 縮、切断又は他の作業工程を受けるかによって、繊維板は乾燥室、圧縮手段又は 切断機へ移される。繊維板が成形室がら出た時は既に手段又は切断機を有する。

ミキサー３へ間欠的に繊維を供給することにより得られる所定の長さを、成形室 がら出た繊維板が既に有する時、このようにして作られたそれぞれの繊維板は直 ちに使用することができ、速乾性接着剤を使用し且つ繊維板の端面を切り取る必 要がないという状態を提供できる。

図示した実施例の場合では、作られた繊維板の外表面には１８ｇ／ｍ３以下の表 面重量を有する薄い織物又は不織布が付与される。この材料は、貯蔵リール３３ と３３′から長手方向に延ばされ、通気性ベルト１０　、１１の互いに対面した 表面に供給される。しかしながらこのような層を与える設備は絶対に必要とはい えない。例えばシリケート接着剤の如き速乾性の接着剤が使われる時にはベルト ｉｏ　、　ｎに耐着した接着剤は乾燥し、ベルトがローラー１２　、１３　、１ ４及び１５　、１６　、１７上を通過している間にベルトの表面から取除かれる ので繊維は２本のベルト１０　、１１に直接接触しても支障ないであろう。

図示した装置の作動モードについて第２図及び第３図を参照して説明する。図示 した使用される繊維はセルローズ繊維であり且つ作られた繊維板は直ちに工場で 使用しうるちので且つ繊維板は防炎性のみならず効果的な消音性も有するものと する。例えば熱処理を要せず直ちに使用し得る繊維板を製造可能とする為めには 、室温で速かに乾燥する接着剤を使用することが必要である。且つ一方繊維板に 必要な消音性は実用的に浸透性がなく且つ繊維の可動性を保っているセルローズ 繊維を必要とする。防炎性繊維板は例えば商標名ピントジル・ニッケ−１０（Ｂ ｉｎｃｌｚｉｌ　ＦＫＩＯ）で市販されているプレポリマーのアルカリシリケー トを使用することで得られる。このバインダーは１００重量％まで水で稀釈され る。室温で速かに乾燥し繊維板が成形室９を出た時に完全に乾燥するバインダー は、同一の密度の従来からの硝子繊維の繊維板又は鉱物繊維の繊維板の消音能力 を超える消音能力を実現するために必要なことである。これは接着剤がセルロー ズ繊維の孔に浸透し且つ接着剤の乾燥後繊維を固定することが許されないことを 意味する。

今までに述べたように、繊維は加速ノズルの出口オリフィス８′を出、吹出し空 気流の速度及び個々のそれぞれの繊維の運動エネルギーは、繊維が直線的に、又 は少くとも実質的には直線的に運動をして吹込み室２８へ入りそして出て来るよ うな値である。高度に流動性で且つ速乾性のシリケート接着剤の霧が繊維の流れ 方向と又は流れ方向を横切る方向に配置されたノズル３１によって吹込み室内に 発生される。接着剤の薄い層が繊維の流れの中にある複数の繊維中の主要な部分 に付与されて、繊維は速かに成形室へ入り停止ローラー３５の所まで流れて行き 、停止ローラー３５で繊維板壁３６が作られる。

この繊維の繊維板壁３６は急速に繊維の流れと反対に動く。ベルト１０　、１１ は、繊維板壁３６が例えば第２図に示す位置に配置された時に、始動する。前記 ベルト１０　、１１の速度は調整可能である。繊維板壁３６と停止ローラーの間 で形作られた繊維板がベルト１０　、１１が始動した時に５第２図で右方へ動く と共に、ローラー３５は実線で示す位置へ斜め上方且つ前方に移動し、それと共 に成形室９の出口２１が露出する。ベルト１０　、１１の速度は供給される繊維 の量と繊維の密度の増加によって調整され、これは繊維板壁３６が実質的に静止 することを意味する。

接着剤で濡れた繊維は成形室の長手の軸方向へ動き、且つノズル８により直角の 壁すなわち繊維の運動方向へ垂直に伸びている板３２の表面上に基本的に均一に 分布する。二つの吸引箱２３　、２４は運動の方向から見て成形室９の後部から 室内で壁３６に対して射出される空気を除くのが本来の目的である。それによっ て乱流が起るのを防ぎ、一方繊維が壁すなわち表面３６に直角に当ることを防止 し、その替りに、ベルト１０　、１１の上又は現在の場合は空気の透過しうるう すいウェブに当たる。

実施例として図示された場合では、吸引効果は表面３６の背面にもわきわたり、 これは被覆された繊維上のうすいシリケート層の大部分を吸引して回収すること に貢献している。この接着剤の吸引による除去が前述の種類のシリケート接着剤 を使用した時に実用的に防炎性を有する繊維板を提供するような接着剤のウェブ への侵透を生じ、一方シリケードが付与された薄層の内側に配置された繊維によ って要求された消音性と防炎性又は本質的な防炎性が得られる。

第３図は表面３６に対して動かされた２本の繊維３７　、３８の略本図である。

繊維３８はその表面全体を高度に流動性の薄い層のシリケート接着剤で覆われて おり、一方接着剤４０は繊維３７のより小さな表面域に付与されている。２本の 互に交差する繊維が第３図の右に示すように、交差点で接着剤の吸収により毛管 力によって互に結びつけられ、それと共に小滴４１　、４２゜４３が形成され、 一方繊維の残りの部分は、大部分極めて薄い接着剤の層で覆われる。かくして完 成した繊維板内の繊維は互に繊維が移動されないマトリックスを形成するように 結合され換言すれば繊維板が垂直に装着された時に、繊維板の密度は従来の鉱物 繊維板又は硝子繊維板と同様に変化しない。

即ちｍ雄板中の繊維が繊維板の下部で密度が高くなり、繊維板の上部で密度が小 さくなるような″なだれ落ち°′現象を起し得ない。上記方法で製造された繊維 板、即ち繊維の交差点で相互に接着し且つ交差点の外側の表面では極めて薄く被 覆されているｌｌｌ維板は防炎性のみならず消音性についても例えば同じ密度と 厚さを有する鉱物繊維の繊維板より優れている。

この改良された吸音性はセルローズ繊維の孔が速乾性の接着剤を吸収せずにその 弾性を保持し、且つ少くとも実質的に繊維を被覆している接着剤の層がその固定 された交差点の間の夫々の独立した繊維の可動性を好ましい程度に保って変える ことがないので、音響エネルギーは直ちに運動エネルギーに変えられて、互に点 状に結合された複数の繊維から成る三次元マトリックス中に繊維の振動を引き起 す。本発明により作られた繊維板の密度は例えば浮遊している繊維の量を変える こと且つそれぞれの分離している繊維の運動エネルギーを修正すること等の異っ た各種の方法で変えることができる。

製造された繊維板が後工程でプレスされる時、比較的遅く乾燥する接着剤を使用 する必要があり、その結果接着剤がまだ柔い間に目的とする厚さ又は密度に圧縮 することができるからである。但しこの場合毛細管力を利用し且つ繊維の交絡点 に於いて結合用小滴を生じ、且つｍＭ！塊のくずれの最大の原因である繊維マト リックスを安定に形成するために点状に繊維を結合することが確実に行われるよ うに高度な流動性の接着剤を使用することはやはり必要である。防炎性の繊維板 の要望はもう普及していることであり、従ってプレポリマーのアルカリシリケー トとは異なるタイプのバインダーが使われている。適切なバインダーとしては例 えばポリプロピレン接着剤である。既に述べた如く、繊維物質は又合成繊維又は セルローズ繊維と合成繊維の混合からも成っている。接着剤の霧を形作るのに要 する接着剤の量はポンプの圧力を変えることによりコントロールされる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．繊維の空気中浮遊体がノズル（８）を経て成形室（９）に吹込まれ、該成形 室（９）の境界が２本のエンドレス通気性駆動ベルト（１０，１１）から成り且 つ互いに向合って配置されて互いに同じ方向に移動する２本のベルト部分と、２ 個の互いに向合って配置されて実質的に不通気性の側壁（１９）によって定めら れており、前記２本のバンド部分のそれぞれの遠い方の表面が吸引源（２７）と 共働して繊維板（３２）を製造する方法において、 高度に流動性を有する接着剤の霧をノズル（８）の出口オリフィス（８′）と前 記成形室（９）の間の領域で形成し、繊維が霧を通過して成形室へ実質的に直線 で通過し、成形室の中に以前に形成されて前記ノズルに向っている繊維板（３２ ）の繊維板端部表面（３６）に収集されるような高い値の運動エネルギーが繊維 に与えられることを特徴とする繊維板（３２）を製造する方法。 ２．前記接着剤が室温で乾燥する高分子量のシリケート接着剤であることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．用いられる接着剤が乾燥速度の遅い接着剤であることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の方法。 ４．複数の繊維がセルローズ繊維および／又は合成繊維であることを特徴とする 請求の範囲第１項から第３項の何れか１項記載の方法。 ５．繊維の空気中浮遊体がノズル（８）を経て成形室（９）に吹込まれ、該成形 室（９）の境界が駆動手段（１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８）によ って駆動される２本のエンドレス通気性ベルト（１０，１１）の互いに対面する ２個のベルト部分と、該２個のベルト部分に連結している２個の基本的に不通気 性の側壁（１９）によって定められており、前記成形室（９）から吸収によって 空気を引出すように２個の通気性ベルト部分と協働する吸引手段（２２，２３） に吸引源（２７）が連結されている、請求の範囲第１項記載の方法を実施するた めの繊維板製造装置において、 ノズル（８）の出口オリフィス（８′）と成形室（９）の入口（２０）の間に、 複数の接着剤ノズル（３１）を有する吹込み室（２８）が設けられ、該吹込み室 （２８）に接着剤の霧を形成することを目的として、吹込み室に高度に流動性を 有する接着剤がポンプ手段（２９）から加圧下で供給され、個々の複数の繊維が 接着剤霧を通過し且つ成形室（９）の中に実質的に直接状に移動するような高い 値の繊維浮遊運動エネルギーを繊維に与える手段（５，８）が設けられているこ とを特徴とする繊維板製造装置。 ６．繊維に前記運動エネルギーを与える手段が、ファン（５）と加速用ノズル（ ８）を含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 ７．前記バンド部分の互いに向合った表面のそれぞれ上に例えば薄い織物のよう な通気性層を連続して与える手段（３３，３３′）によって特徴とする請求の範 囲第５項又は第６項記載の装置。