專利名稱：收集長毛狀纖維的直接生成法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毛狀的無機(jī)纖維材料，更具體地涉及長玻璃纖維絕緣產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)由長毛狀纖維制造的絕緣產(chǎn)品。
小直徑的玻璃纖維適用于包括隔音材料或絕熱材料在內(nèi)的各種應(yīng)用場合。當(dāng)這些小直徑的玻璃纖維適當(dāng)?shù)亟M合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或絲網(wǎng)，通常稱之纖維束，單根缺乏強(qiáng)度或剛度的玻璃纖維可以制成一種特別強(qiáng)的產(chǎn)品。生產(chǎn)的玻璃纖維絕緣材料是輕量的，可高壓縮的和有彈性的。對于本發(fā)明說明書來說，在使用的術(shù)語“玻璃纖維”和“玻璃組合物”中，“玻璃”意味包括任何玻璃質(zhì)形式的無機(jī)材料，如巖石、礦渣和玄武巖，以及通常的玻璃。
一般的現(xiàn)有生產(chǎn)玻璃纖維絕緣產(chǎn)品的方法涉及由旋轉(zhuǎn)法生產(chǎn)玻璃纖維。迫使單一的熔融玻璃組合物通過離心機(jī)或旋轉(zhuǎn)器外壁上的口，主要生成直的玻璃纖維。這些纖維由鼓風(fēng)機(jī)向下拉細(xì)。當(dāng)纖維被向下拉細(xì)時，將這些纖維粘接成毛狀產(chǎn)品所需要的粘接劑噴射在所述的纖維上。然后收集纖維并制成纖維束。采用在爐中加熱纖維束再用機(jī)械方法制成一定形狀，和切纖維束進(jìn)一步將纖維束加工成絕緣產(chǎn)品。
理論上，玻璃纖維絕緣產(chǎn)品在組合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的纖維之間應(yīng)該具有均勻的間隔。玻璃纖維絕緣材料基本上是將空氣捕集在纖維之間，防止空氣循環(huán)，以便阻止傳熱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同樣，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還通過使熱輻射散開而減緩傳熱。比較均勻的纖維間隔應(yīng)該使散射達(dá)到最大限度，因此具有較大的絕熱能力。
在生產(chǎn)玻璃纖維毛狀絕緣材料時，必需使用相對短的纖維以便達(dá)到所要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能。長纖維容易相互纏繞，生成索、線或更細(xì)微的纏結(jié)。長纖維的空氣動力學(xué)性質(zhì)使得其難以分配，通常的重疊技術(shù)在處理長纖維時在很大程度上是無效的。長纖維的索產(chǎn)生工業(yè)上不希望的外觀，更重要地，造成偏離理想的均勻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還降低玻璃纖維的絕緣能力。對于本發(fā)明說明書來說，在使用的“短纖維”和“長纖維”術(shù)語中，“短纖維”意指包括長約25.4毫米(1英寸)或25.4毫米以下的纖維，“長纖維”意指包括約50.8毫米(2英寸)以上的纖維。
然而，直的平滑短纖維僅生成雜亂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一些纖維粘接在一起。因此，現(xiàn)有的玻璃毛狀絕緣材料在產(chǎn)品中在纖維分布方面仍然具有很大的非均勻性。這樣，不可能達(dá)到理想的均勻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
此外，在制成的短纖維中，在拉細(xì)過程中達(dá)到了最后的纖維抗拉強(qiáng)度。結(jié)果，還產(chǎn)生了許多非常短的，“粉狀的”顆粒。最好是將這種粉塵含量降低到最低水平，以便降低裝配時的刺激作用。
使用短的直纖維的另一個問題是為了達(dá)到產(chǎn)品的完整性必需往纖維中添加粘合劑材料。粘合劑提供了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中纖維與纖維交叉點(diǎn)的粘接，但是，這種粘合劑很貴，還有幾個環(huán)境方面的缺陷。由于大多數(shù)粘合劑包含有機(jī)化合物，應(yīng)該下大力氣處理這種生產(chǎn)過程排放的流出液，以便改善這些化合物對環(huán)境的負(fù)影響。另外，這種粘合劑應(yīng)該用爐子處理，這時使用額外的能量，還產(chǎn)生附加的環(huán)境凈化費(fèi)用。長纖維即使在不使用粘合劑的情況下也出現(xiàn)一些纖維與纖維的纏繞，生成的纖維束的不均勻性長久以來一直使其不被工業(yè)生產(chǎn)所需要。
最后，除了均勻性和完整性的性能之外，最好是纖維束能從壓縮狀態(tài)復(fù)原。在船運(yùn)和包裝絕緣產(chǎn)品時，高度可壓縮性是更可取的。希望的是將纖維壓縮供船運(yùn)，然后將它快速可靠地復(fù)原到所要求的大小。當(dāng)產(chǎn)品被壓縮時，粘合劑牢固地保持纖維與纖維的交叉，此時玻璃纖維本身彎曲。如果因過分壓縮而增加對纖維的壓力，則纖維斷裂。因此，現(xiàn)在的絕緣產(chǎn)品被限制在一定的可能壓縮量的范圍內(nèi)，這時仍可達(dá)到適當(dāng)?shù)膹?fù)原。
因此，玻璃纖維的工業(yè)毛狀絕緣產(chǎn)品集中使用短的直纖維，盡管所述纖維存在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非均勻性、需要粘合劑和與此相關(guān)的環(huán)境問題以及有限的壓縮性方面的各種缺陷。當(dāng)然，需要對毛狀絕緣產(chǎn)品作進(jìn)一步改進(jìn)，提高纖維束的性能、降低成本和消除環(huán)境方面的問題。
本發(fā)明通過提供一種收集長玻璃纖維的方法和體系可滿足這種需要，這種方法和系統(tǒng)提供了基本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均勻性，排除了對粘合劑的要求，還達(dá)到了展示很強(qiáng)的可壓縮性和復(fù)原能力，以及符合對工業(yè)產(chǎn)品所要求較少的粉塵的纖維束結(jié)構(gòu)。
正如在生產(chǎn)通常的纖維束時所知道的，短纖維會集聚、纏繞和摻雜而形成一種結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，造成纖維表現(xiàn)很不相同，收集往往會使這些纖維沿著彼此的側(cè)邊簡單疊加，因此通過纏繞未形成什么結(jié)構(gòu)。
在生產(chǎn)長玻璃纖維中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，控制玻璃纖維幕和玻璃纖維幕堆積是收集長纖維的關(guān)鍵。另外，還曾發(fā)現(xiàn)，正如本文所公開的，在生產(chǎn)時玻璃纖維紗的極小擾動，和由此收集的纖維的極小擾動都導(dǎo)致生產(chǎn)工業(yè)上有用的長玻璃纖維毛束。公開了一種能達(dá)到這種目的的直接成形方法和系統(tǒng)。在關(guān)于用長纖維優(yōu)選實施所作的描述時，當(dāng)然這種方法和裝置還可以用短纖維實施，達(dá)到在定向和纖維分布方面的類似結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，收集長玻璃纖維的方法是從提供一種旋轉(zhuǎn)制纖維裝置，和由此生成移動氣體和長玻璃纖維的幕開始的。所述的幕在這里還可以意指柱。所述的幕一般地以向下的方向移動，此處的長纖維具有一般的螺旋軌跡。這些纖維以總的螺旋關(guān)系被收集在具有相互聯(lián)系或取向的長纖維的至少兩個相對的第一輸送面上。此后，形成長纖維的纖維束，這時一般地保持長玻璃纖維之間的螺旋關(guān)系。因此，纖維束結(jié)構(gòu)最后地反映出由制纖維器開始確定的玻璃纖維幕中的纖維取向。將這種幕限制為所需的纖維束形狀，對于在以后將長纖維制成一定形狀和纏繞成優(yōu)選的纖維束結(jié)構(gòu)具有深遠(yuǎn)的影響。
另外，根據(jù)本發(fā)明，公開了一種生產(chǎn)長玻璃纖維毛狀絕緣產(chǎn)品的系統(tǒng)，其中包括能夠收集工業(yè)上有用的長玻璃纖維的毛狀束的長玻璃纖維收集裝置。這種系統(tǒng)包括至少二個具有第一輸送面的相對的多孔的第一輸送器，這些面一般地垂直位于旋轉(zhuǎn)制纖維裝置下方。如上面所討論的，旋轉(zhuǎn)制纖維器生成移動氣體和長玻璃纖維的幕，即隨具有一般螺旋軌跡的長纖維以一般往下的方向移動。第一輸送面處于間隔的關(guān)系、這種關(guān)系能定位截斷部分所述幕，還可以在往下匯聚的移動方向操作，第一輸送面包括第一抽吸裝置，它提供了通過其裝置的抽吸作用。這些第一輸送面以往下的匯聚移動方向操作，在其上接受長玻璃纖維，通過抽吸分離纖維生成氣體，收集以一般的螺旋關(guān)系在其上取向的長纖維。
現(xiàn)有的生產(chǎn)毛狀束的方法典型地包括交替沖擊所述幕和散開纖維的成網(wǎng)機(jī)；長距離降落[典型地8至15英尺(2.44-4.6米)]到收集輸送器上，以便促進(jìn)通常短纖維的均勻分布；和為了產(chǎn)品的完整性，以其相關(guān)的環(huán)境成本利用粘合劑。本發(fā)明使去掉成網(wǎng)機(jī)和粘合劑成為可能，為了控制所述幕實現(xiàn)了向第一輸送面的較短距離的降落，這樣降低了系統(tǒng)的高度。此外，較短距離的降落減少了為環(huán)境目的應(yīng)該控制和處理的空氣和氣體的量。在整個毛狀束生產(chǎn)過程中，在不必促進(jìn)纖維隨機(jī)分散的條件下，本發(fā)明通過保持由制纖維方法確定的纖維的一般螺旋關(guān)系，達(dá)到長纖維在毛狀束中的形狀和均勻的分布。不用破壞促使除去生產(chǎn)時的氣體的纖維開合度而保持這種關(guān)系，這種關(guān)系還提供良好的絕緣值，最后產(chǎn)品從壓縮狀態(tài)復(fù)原。如本文所公開的在收集的長纖維中存在足夠的纏繞，為的是提供產(chǎn)品的完整性，以便以后加工和包裝。還可以增加附加的生產(chǎn)步驟以便進(jìn)一步成形或提高毛狀束的完整性，這取決于產(chǎn)品的應(yīng)用。
最后，本發(fā)明的直接生成法允許所述毛狀束成形，和用如通常生產(chǎn)技術(shù)所要求的那樣，以不需要切割所述毛狀束的方式成形。
本發(fā)明優(yōu)選地用長纖維實施。長纖維可以采用通常的制纖維的技術(shù)生產(chǎn)，或采用生產(chǎn)長的、不規(guī)則成形纖維的新方法生產(chǎn)，例如由Houpt等人在1993年11月5日申請的，發(fā)明名稱為“雙元-玻璃纖維及由此得到的絕緣產(chǎn)品”的共同未決和共有轉(zhuǎn)讓的美國專利申請?zhí)?8/148098中公開的雙-組分玻璃纖維以及相關(guān)的制纖維的技術(shù)，這份申請以參考文獻(xiàn)列于本文中。
正如本文中使用的，各種各樣描述“長纖維的毛狀束”的術(shù)語都意指具有很大比例(一般以數(shù)量計或以重量計為50％或50％以上)的長纖維的毛狀束。長纖維的毛狀束還包括具有稍小百分?jǐn)?shù)長纖維(大于約10％)的毛狀束，它們表現(xiàn)出具有較高百分?jǐn)?shù)長纖維的毛狀束的性能。


圖1是本發(fā)明直接生成法的透視圖。
圖2是本發(fā)明直接生成法的另一種實施方式透視圖。
圖3是與第一輸送面相關(guān)的空氣和長纖維幕的透視圖。
圖4是本發(fā)明的輸送面和邊緣導(dǎo)向器的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的包括毛狀束在內(nèi)的絕緣產(chǎn)品的實施方式透視圖。
實施本發(fā)明的方式本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以用于生產(chǎn)如圖1至圖5所表示的長纖維的毛狀束。
參看圖1和2，可以看到收集長玻璃纖維的直接生成法是從提供旋轉(zhuǎn)制纖維裝置11和由此生成移動氣體14和長玻璃纖維16的幕紗12開始的。幕12在本文中也可以意指柱。幕12以一般向下的方向與長纖維12一起移動，長纖維16如通常所指出的那樣具有一般螺旋軌跡。長纖維16收集在至少二個相對的第一輸送面22上，長纖維16一般地以通常的螺旋關(guān)系在其上取向。此后，長纖維的毛狀束48成形，這時一般地保持其取向。
收集纖維的過程包括在第一輸送面22上接受長玻璃纖維16，并且通過第一輸送面22排除氣體14，由此分離幕12中的氣體14。以向下的匯聚方向操作第一輸送面22，優(yōu)選地是平的有孔的表面，輸送如此收集的長玻璃纖維16，以便生成毛狀束48。在其最低點(diǎn)，如圖3很好地表示的，由間隙28分開第一輸送面，間隙28通到由第二輸送面32構(gòu)成的通道30。
再參看圖1和2，毛狀束48的形成過程包括由至少二個以相對的、間隔關(guān)系的第二輸送面32構(gòu)成通道30。長纖維16由第一輸送面22輸送到通道30，纖維束48通過穿過通道30而成形。在成形步驟期間，在第一和第二輸送面22，32上長纖維16之間，纖維的總?cè)∠颍匆话懵菪P(guān)系優(yōu)選地一般是由通過那些表面的抽吸作用保持的。抽吸作用還可以冷卻毛狀束，典型地將這種溫度另外降低100-200華氏度(38-93℃)，如圖2所示，當(dāng)包裝可直接接在直接生成法的后面時，這具有重要意義。但是，如圖1所示，這種方法還可以不將抽吸加到第二輸送器面32進(jìn)行實施。毛狀束的溫度典型地是400-500華氏度(204-260℃)，但可以改變。
現(xiàn)在參看圖4，可取的是生成通道30的步驟包括，如圖所表示的那樣，由至少二個相對的邊緣導(dǎo)向器40以彼此隔開的關(guān)系定位，以便一般地限定通道30的側(cè)邊，生成一般矩形通道。
根據(jù)本發(fā)明可以實施各種附加步驟，以便在用此附加步驟直接生成的毛狀束方面得到所希望的結(jié)果，因此，這些步驟可以依據(jù)產(chǎn)品種類的不同而有所改變。在這方面，參看圖2，可以通過以第一速度操作第一輸送面22，以第二速度操作第二輸送面32實施生成步驟。速度之差造成長纖維16之間一定程度的表面纏繞，因此稍微妨礙接近生成毛狀束表面的長纖維的取向關(guān)系。由較大速度差造成的較大纏繞對毛狀束提出了附加的限定，但可能產(chǎn)生一些復(fù)原的損失?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，接近等速往往會產(chǎn)生最大的復(fù)原，即第一輸送面22的速度是第二輸送面32的速度約3/4至1.5倍。
圖1與圖2兩者表明，收集纖維取向和長纖維生成毛狀束的步驟優(yōu)選地以一般垂直方向相繼實施。圖1還表明，在通道30的下游生成步驟還可以包括在至少一個第三輸送面42上接受來自通道30的纖維束48，并且以一般水平方向在第三輸送面42上輸送纖維束48。至于一般水平，應(yīng)理解為第三輸送面42可以稍微傾斜或下傾。
另外，可以沿線進(jìn)行另外的步驟，以便給毛狀束48提供附加的形狀或其他性質(zhì)或特性。在這方面，圖2沒有包括第三輸送面42，但說明性地表示了另外的使毛狀束成形生成產(chǎn)品的步驟。正如所表明的那樣，毛狀束48可以用任何適宜類型的薄膜(如薄膜52)包裹。毛狀束還可在包裝前被切成單個的單元，例如絕緣墊襯?？梢杂萌魏芜m宜的方法包裝這種產(chǎn)品，例如卷起裝置54。參看圖5，該圖表示出根據(jù)本方法直接制成的長玻璃纖維的絕緣墊襯56。當(dāng)然墊襯56可以用薄膜52或其他外層58覆蓋，其中許多是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
與現(xiàn)有技術(shù)的實路相反，現(xiàn)有技術(shù)影響所述的幕，并且偶然地將短纖維散開在收集輸送器上，本發(fā)明加圖在對所述的幕收集在輸送器面上纖維定向產(chǎn)生最小干擾的條件下收集長玻璃纖維流。更接近于旋轉(zhuǎn)器的收集有助于保持所述的幕。當(dāng)所述的幕達(dá)到第一輸送面22時，生成纖維的氣流幫助一般已取向的纖維成堆和某種程度的初始纏繞。但是，已取向的纖維通過纏繞未形成結(jié)構(gòu)，仍保持開口狀態(tài)。
在這里，迫使纖維不隨輸送面22，32運(yùn)動所顯示的按照本方法直接生成毛狀束48的過程，進(jìn)一步構(gòu)成纖維束的形狀和結(jié)構(gòu)，這時保持纖維的開口，一般地均勻分布，和纖維在纖維束中一般取向。
開口不僅有助于在直接生成過程中除去氣體，而且得到良好的絕緣值和有助于最后產(chǎn)品的復(fù)原。因此，在收集纖維時可以實施附加步驟，以便促進(jìn)達(dá)到所要求的生成毛狀束的性質(zhì)。
再參看圖4，可以看到收集長玻璃纖維可以包括收集纖維堆，這里意指動態(tài)堆18、柱或塊，這里纖維16阻斷第一輸送器面22。稍微慢慢收集纖維對避免使堆18壓實是可取的。動態(tài)堆18將具有堆厚度t，t限定為從堆18的頂由此幾乎垂直向下到第一輸送器面22。若動態(tài)堆18太高，會變得難以操縱和控制。因此，堆生成的一個關(guān)鍵尺寸是厚度t。第二個有意義的尺寸是從旋轉(zhuǎn)制纖維裝置11的底部到堆頂?shù)木嚯xd。對于除去氣體來說，最好是距離d是盡可能的短，為的是縮小除去氣體的體積。希望選擇距離d，使得對制纖維的方法的干擾降至最小，因此距離d不可能太短。同樣，若距離太短，得到較高密度的堆18。隨著d增加，幕12的速度降低，因此，可以確定距離d，以便收集長纖維而又不會過量壓實，這種壓實破壞了纖維的開口。
因此，收集步驟可以包括控制動態(tài)堆18的厚度。曾發(fā)現(xiàn)除了改變距離d外，這種控制可以幾種方式進(jìn)行，或以這些方式的結(jié)合方式進(jìn)行。例如，可以通過改變第一輸送面22沿一般往下匯集的方向輸送長纖維16的速度控制厚度t。控制“線速度”是控制厚度t的主要方式。另一種方式是改變通過第一輸送面22的抽吸。然而，改變抽吸可能影響纖維的密實情況，產(chǎn)品復(fù)原、重量均勻性和纖維束截面的矩形。
第三種控制厚度t的方式是改變相對于所述幕12的一般往下的方向來說的至少一個第一輸送面22的角度。一般地，在某一角度設(shè)置第一輸送器22的一個目的是操縱和控制這種堆18。但是，若改變僅一個面的角度，就可能生成非均勻的堆。第一輸送面22之間的間隙28還要在控制堆形成和堆厚度t方面與其他因素相配合。最后，厚度t可能受到第三輸送面42速度變化的影響。
也曾提到，所述的幕12會趨向于在往下移動到第一輸送面時稍微偏移，操縱所述的幕12是所希望的。在這方面，收集纖維的步驟還可以包括以其他方式調(diào)整第一輸送面22。因此，這種收集步驟還可以包括在側(cè)面調(diào)整收集動態(tài)堆18的第一輸送面22的位置。可以沿如圖4所表示的x和z方向進(jìn)行方向上的側(cè)面調(diào)整，其中x是左-右方向，z是向著觀察者和離開觀察者的水平移動方向，y是垂直移動方向。在x方向調(diào)整也影響第一輸送面22截斷所述幕12的高度，還可能校正或?qū)е露?8形成時的非均勻性。
正如圖3所表示的，可以改變通過第一輸送面所施加的抽吸，或改變至少一個第一輸送面22的角度，以便使抽吸壓力更接近于影響所述幕12一般向下移動的數(shù)值，從而對所述幕12的移動施加比較細(xì)微的影響。也就是說，第一輸送器越陡，對所述幕12的抽吸影響就越大。
最后指出，在實施本發(fā)明時可取的長纖維生產(chǎn)出具有對于工業(yè)產(chǎn)品來說所希望的較低粉塵的纖維束。長纖維是一種制纖維方法的結(jié)果，其中對纖維作用的力在僅幾處地方而不是在許多地方超過纖維的抗拉強(qiáng)度。較少數(shù)量的非常短的“粉塵”顆粒是由拉細(xì)方法造成的，生成的長纖維產(chǎn)品降低了粉塵水平。
再參看圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)長玻璃纖維16的毛狀絕緣產(chǎn)品的系統(tǒng)10，其中包括長玻璃纖維收集裝置20，這種裝置能夠收集在工業(yè)上有用的長玻璃纖維的毛狀束48。系統(tǒng)10包括至少二個相對的，優(yōu)選地有孔的第一輸送器24，這種輸送器具有一般垂直地位于旋轉(zhuǎn)制纖維裝置11下方的第一輸送面22。這第一輸送面22是可定位截斷由制纖維裝置產(chǎn)生的幕12的部分，它與具有一般螺旋軌跡的長纖維以一般向下的方向移動，第一輸送面22是處于彼此隔開的關(guān)系，可以向下集束的移動方向操作的，它包括第一抽吸裝置26，通過其裝置提供抽吸。第一輸送面22之間的間隙28優(yōu)選地是寬約7-14英寸(178-356毫米)，相對于垂直方向的角度優(yōu)選地是約0-25度。這些尺寸是可取的，還可以改變，只要達(dá)到所要求的結(jié)果。第一輸送面22優(yōu)選地是有孔的帶，這些帶比與通常纖維和粘合劑一起使用的典型收集帶有稍微更大的開口。典型的有孔的帶被設(shè)計成阻擋輸送粘合劑，該粘合劑是在制纖維過程中噴灑在幕12上的。由于本發(fā)明不需要粘合劑，所以可以使用較大開孔的帶。這些帶還利于經(jīng)抽吸除去其中的氣體。較大開孔的帶也比較容易清潔。因為其上收集的玻璃纖維是長的，所以它們并不通過其孔。
第一抽吸裝置26與以向下匯聚方向操作的第一輸送面22配合將氣體14與長玻璃纖維16分離，收集在其上的呈一般螺旋關(guān)系的長纖維。這第一抽吸裝置26包括如先有技術(shù)中已知的抽吸通風(fēng)系統(tǒng)，和通到真空源的抽吸管線。抽吸管線優(yōu)選地包括在這里描述的允許調(diào)整輸送器面位置的柔軟部分，還優(yōu)選地包括改變抽吸量的設(shè)備，例如控制閥、擋板或其他設(shè)備。
本發(fā)明制纖維裝置11與第一輸送面22的距離明顯小于常見系統(tǒng)的距離。為了提高短纖維隨機(jī)沉落，常見的系統(tǒng)允許所述幕典型地降落8-15英尺(2.44-4.6米)。本發(fā)明的這種降落一般地小于8英尺，優(yōu)選地是約2-6英尺(0.61-1.83米)，但如需要，還可以更大。短的降落不僅抑制所述幕12的擾動，而且還降低空氣和氣體的量，這些空氣和氣體應(yīng)該從第一輸送面22排盡。反過來，這降低了應(yīng)該由工廠環(huán)境系統(tǒng)處理的氣體體積，因此降低了相關(guān)的處理費(fèi)用。
如圖4所示，至少一個第一輸送面22優(yōu)選地是在x和/或z方向側(cè)面可調(diào)整的，和/或是在y位置垂直可調(diào)整的。如圖3所示，相對于至少一個第一輸送面22的垂直部分的傾斜角優(yōu)選地是可變的。此外，可取的是第一輸送面22是可以不同的速度操作的。這些調(diào)整的特定設(shè)備機(jī)構(gòu)對于本發(fā)明來說不是關(guān)鍵的，自動的和手動的調(diào)整都是可考慮的。
再參看圖1和2，長玻璃纖維收集裝置20還包括至少二個呈相對的、彼此隔開的關(guān)系的第二輸送面32，這些面限定了通道30，還被定位接受由第一輸送面22輸送的長纖維。在圖1中，第一輸送器24包括第一和第二輸送面22、32兩者，而在圖2中，第一輸送器24僅包括第一輸送面22，裝置20包括分開的第二輸送器24，這第二輸送器包括第二輸送面32。
如圖2所示，第二輸送面32優(yōu)選地還包括位于其下的第二抽吸裝置36，以保持長纖維16在第二輸送面32上的一般關(guān)系。當(dāng)然還可將抽吸用到圖1中的第二輸送面32。第二抽吸裝置36是類似于上述的第一抽吸裝置26設(shè)計的。第二輸送面32的其他情況是與第一輸送面22類似的。第二輸送器面26優(yōu)選地包括有孔的帶，并且是以與第一輸送面36類似的方式可調(diào)整定位的。構(gòu)成通道30的第二輸送面32優(yōu)選地一般是平行的，但也可以呈稍微匯聚或發(fā)散關(guān)系。
第一和第二輸送面22、32優(yōu)選地是平的，因為曾發(fā)現(xiàn)平面有利于收集長玻璃纖維。但是，也可使用凸面和凹面，但是，當(dāng)玻璃纖維輸送到面22上時，有可能干擾堆18表面上長纖維之間的相互關(guān)系。然而，在某些產(chǎn)品應(yīng)用中，這種干擾可能是希望的。極端情況下，第一或第二輸送面22、32使用凸鼓面，要求在第一和第二輸送面22、32之間的過渡部分讓纖維通過。第二輸送面32也可以是固定板，優(yōu)選地是低摩擦板，或自由旋轉(zhuǎn)帶。
現(xiàn)在參看圖4，通道30可以由權(quán)利要求11的系統(tǒng)進(jìn)一步限定，這個系統(tǒng)還包括至少二個呈相反的、彼此隔開的關(guān)系的邊緣導(dǎo)向器40，所述導(dǎo)向器通常限定了通道40的寬度38，對于給定一組輸送面速度，有理想的間隙28和寬度38，給出形狀和所要求水平的復(fù)原。邊緣導(dǎo)向器40可以是輪(例如，非限制性，輪的直徑16英寸〔406.4毫米〕、寬2～5英寸〔51-127毫米〕、輥或平面(未示出)，可以是固定的或可移動的、平滑或有孔的，加抽吸或不加抽吸。邊緣導(dǎo)向器40可以由驅(qū)動設(shè)備驅(qū)動，優(yōu)選地，以與第二輸送面32相同的速度驅(qū)動，或是自由旋轉(zhuǎn)的，例如安裝在低摩擦軸承上。在任何情況下，意圖是長纖維16的最小纏繞是由這種接觸引起的，因為邊緣導(dǎo)向器40多少有些使通過通道30的熱長玻璃纖維16成形。為此，可取的是邊緣導(dǎo)向器40具有光滑的表面，這些面自由旋轉(zhuǎn)以便與第二輸送面32相同的速度移動。曾發(fā)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)輪得到所希望的毛狀束48邊緣形狀。
在這方面，用作邊緣導(dǎo)向輪40的自由旋轉(zhuǎn)輪的寬度發(fā)現(xiàn)對生成的束形狀具有很大的影響。輪的寬度約127毫米(5英寸)，對于一般為178毫米(7英寸)至330毫米(13英寸)的間隙28來說是最佳數(shù)值。如圖2說明性地表明的那樣，生成了基本矩形毛狀束，進(jìn)一步在包裝前就不再要求成形或成型。
如最好在圖5中可以看到的，毛狀束48來自本發(fā)明的系統(tǒng)10。其纖維16在很大部分毛狀束中都是一般取向和一般均勻分布。這種系統(tǒng)能達(dá)到由旋轉(zhuǎn)制纖維裝置在所述幕中確定的長玻璃纖維間的一般螺旋關(guān)系，而更重要地保持纖維的取向，以便能夠直接由所述幕12生成毛狀束48。在最后的毛狀束48中，纖維16可粗略地描述為圍繞毛狀束48的縱軸59一般取向。所得到的產(chǎn)品有很大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均勻性，和所希望的復(fù)原和壓縮性，使得長玻璃纖維16用在工業(yè)玻璃纖維產(chǎn)品成為可能。
采用通常的制纖維技術(shù)制備的長纖維，以及長的、不規(guī)則成形的雙組分纖維和構(gòu)成菜有轉(zhuǎn)讓和共同未決的US專利申請?zhí)?8/148098主題的制纖維技術(shù)實施本發(fā)明，所述的美國專利申請已作為參考文獻(xiàn)列于本文中。
在有關(guān)用長纖維優(yōu)選實施本發(fā)明所作的描述時，當(dāng)然也可以使用本發(fā)明方法和系統(tǒng)的原則和實踐，使短纖維，和除玻璃之外的材料的纖維在取向和分布上產(chǎn)生類似結(jié)果。
為說明本發(fā)明所展示的某些代表性的實施方案和細(xì)節(jié)，對于本技術(shù)的技術(shù)人員來說，可能作出在本文公開的方法與系統(tǒng)方面的各種改變，這些沒有超出后續(xù)權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍，這是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.收集纖維的方法，它包括設(shè)置旋轉(zhuǎn)制纖維的裝置；用此裝置生產(chǎn)移動氣體和纖維的幕，所述的幕以一般往下的方向移動，所述的纖維在其幕中具有一般的螺旋軌跡；將以一般螺旋關(guān)系取向的所述纖維收集在至少兩個相對的第一輸送面上；生成纖維毛狀束，這時一般保持所述纖維的取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的收集步驟包括在以向下匯聚方向操作的第一輸送面處收集所述的幕；通過所述的第一輸送面排出氣體，將氣體與纖維分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的收集步驟包括在平的第一輸送面上收集所述的纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述的收集步驟是在所述旋轉(zhuǎn)制纖維裝置下方，其距離不到8英尺(2.44米)處進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中收集步驟還包括在所述第一輸送面上收集呈堆狀的所述纖維；控制所述堆的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中成形步驟包括制成一般矩形束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中成形步驟包括控制所述一般矩形束的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制成毛狀束的步驟包括用至少兩個第二輸送面以相對的、彼此隔開的關(guān)系制成通道；用所述的第一輸送面而將所述纖維輸送到所述的通道；在所述第一和第二輸送表面上的所述纖維經(jīng)抽吸通過所述第一和第二輸送表面而一般地保持其取向，以便制成毛狀束。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中收集所述纖維和制成纖維毛狀束的所述步驟以一般垂直方向相繼進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生產(chǎn)移動氣體和纖維的幕的所述步驟，包括生產(chǎn)由短纖維、長纖維或它們的組合所組成的組中的纖維。
11.一種收集纖維的方法，它包括設(shè)置一種旋轉(zhuǎn)制纖維的裝置用這種裝置生產(chǎn)移動氣體和纖維的幕，所述的幕以一般向下的方向移動，其中的纖維具有一般的螺旋軌跡；在至少兩個相對的第一輸送面上收集所述的纖維，所述的纖維以一般螺旋關(guān)系定位在該面上，所述的收集步驟包括以向下匯聚方向操作的平的、有孔的第一輸送面上收集所述的纖維；讓氣體通過所述第一輸送面排出，將氣體與所述的纖維分離；制成纖維毛狀束，此時一般保持所述纖維的取向，所述制成毛狀束的步驟包括用至少二個呈相對的、彼此隔開的關(guān)系的第二輸送面構(gòu)成通道；用所述的第一輸送面將所述纖維輸送到所述的通道；在所述第一和第二輸送面上的所述纖維，經(jīng)抽吸將所述纖維通過所述第一和第二輸送面一般保持其纖維取向，以便生成毛狀束。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中收集所述纖維和制成纖維毛狀束的所述步驟以一般垂直方向相繼進(jìn)行。
13.一種收集纖維的方法，它包括設(shè)置一種旋轉(zhuǎn)制纖維的裝置；用這種裝置生產(chǎn)移動氣體和纖維的幕，所述的幕以一般向下的方向移動，其中的纖維具有一般的螺旋軌跡；將一般在所述幕中取向的所述纖維收集在至少兩個相對的第一輸送面上，所述的收集步驟包括將氣體通過所述第一輸送面排出，基本上除去在所述幕中隨所述纖維產(chǎn)生的氣體；一般保持仍在所述第一輸送面上的所述纖維的取向；制成纖維毛狀束，此時一般保持所述纖維的取向；由此制成毛狀束，其中一般取向的纖維是一般均勻分布的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述生產(chǎn)移動氣體和纖維的幕的步驟，包括生產(chǎn)由短纖維、長纖維或它們的組合所組成的組中的纖維。
15.一種生產(chǎn)長纖維毛狀絕緣產(chǎn)品的系統(tǒng)，其中包括纖維收集裝置，它包括一般垂直地位于旋轉(zhuǎn)制纖維裝置下面的，具有有孔的第一輸送面的至少二個相對的第一輸送器，所述裝置產(chǎn)生移動氣體和長纖維的幕，所述的幕以一般向下的方向移動，其中所述長纖維具有一般螺旋軌跡，其中所述第一輸送面處于彼此隔開的關(guān)系，可定位截斷部分所述幕，并以向下匯聚的移動方向操作；所述至少二個輸送器包括提供通過所述第一輸送面而抽吸的第一抽吸裝置；由此以向下匯聚的運(yùn)動方向操作所述第一輸送面，此時接受在其上的所述的長纖維，氣體與所述的纖維分離，并在其上收集以一般取向關(guān)系的所述長纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一輸送面是平面，相對于所述一般向下的方向呈一定角度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，它包括至少兩個以相對的、彼此間隔關(guān)系的第二輸送面，這些表面限定一個通道，并且定位接受由所述第一輸送面輸送的纖維。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述至少兩個第二輸送面包括位于其下的第二抽吸裝置，以便保持所述纖維在所述第二輸送面上一般的關(guān)系；所述第一和第二抽吸裝置中至少一個裝置是可不斷改變操作的，以便改變分別通過所述第一和第二輸送面中至少一個面的抽吸量。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括具有所述第二輸送面的第二輸送器；所述第一和第二輸送面中至少一個面的操作速度是可不斷變化調(diào)節(jié)的。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二輸送面中至少一個面是可調(diào)節(jié)定位于至少一個移動方向。
21.一種毛狀束，其中包括以一般沿所述毛狀束縱軸截面看具有一般纖維取向的纖維的比例很大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的毛狀束，其中所述纖維取向包括一般螺旋纖維取向。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的毛狀束，其中至少百分之十或百分之十以上所述纖維含有長纖維。
全文摘要
一種收集長玻璃纖維方法獲得基本上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均性，不需要粘合劑，還得到一般矩形毛狀束，這種毛狀束顯示出工業(yè)產(chǎn)品所要求的高壓縮性和復(fù)原。在收集輸送器上收集所述幕中一般螺旋纖維流，并且玻璃纖維間以一般最小的螺旋關(guān)系擾動通過直接生成裝置輸送。另外，公開了根據(jù)本方法生產(chǎn)長玻璃纖維毛狀絕緣產(chǎn)品的系統(tǒng)。還可以使用本方法和系統(tǒng)的原則與實踐用短纖維生產(chǎn)一般取向的短纖維毛狀束。
文檔編號D04H1/74GK1147840SQ95193003
公開日1997年4月16日 申請日期1995年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月10日
發(fā)明者J·W·斯考特, L·J·格蘭特 申請人:歐文斯科爾寧格公司