(57)【要約】【課題】繊維材料の構造化の程度の判定するために、より正確で一貫性のある技術を提供することを目的とする。【解決手段】繊維材料の構造化の程度を定量化する方法であって、所定量の繊維材料をチャンバーに供給するステップ２０２と、空気を所定の流量でチャンバーに導入するステップ２０４と、所定の流量での繊維材料前後の圧力降下２０６を測定するステップと、圧力降下を使用して、繊維材料の有効繊維直径を計算するステップ２０８と、有効繊維直径を使用して、繊維材料の構造化の程度を判定するステップ２１０と、を含んでいる。【選択図】図２
2019508683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料の構造化の程度を定量化する方法であって、
所定量の前記繊維材料をチャンバーに供給するステップと、
空気を所定の流量で前記チャンバーに導入するステップと、
前記所定の流量での前記繊維材料前後の圧力降下を測定するステップと、
前記圧力降下を使用して、前記繊維材料の有効繊維直径を計算するステップと、
前記有効繊維直径を使用して、前記繊維材料の構造化の程度を判定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記構造化の程度は、前記繊維材料の前記有効繊維直径に対する、前記繊維材料の実際の繊維直径の比率として表される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記構造化の程度は、前記比率に１００を乗算することによって計算された百分率として示される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記実際の繊維直径は、８μｍ〜４０μｍの範囲内にある、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記チャンバーは、製品マフラー及び基準マフラーのうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記繊維材料は、構造化されたガラス繊維である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
構造化ノズルに通してガラス繊維ロービングを送って、マフラーのキャビティ内に前記繊維材料を形成するステップと、
前記繊維材料の少なくとも一部を前記キャビティから前記チャンバーに再配置するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記チャンバー内の前記所定量の繊維材料は、８０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌの範囲内の充填密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
繊維材料の構造化の程度を定量化するシステムであって、
所定量の前記繊維材料を保持する第１の手段と、
前記繊維材料の中を通る空気を所定の流量で引き込む第２の手段と、
前記流量での前記繊維材料前後の圧力降下を測定する第３の手段と、
前記圧力降下を使用して、前記繊維材料の有効繊維直径を計算する第４の手段と、
前記有効繊維直径を使用して、前記繊維材料の構造化の程度を判定する第５の手段と、
を備える、システム。
【請求項１１】
前記第１の手段は、製品マフラー及び基準マフラーのうちの１つである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の手段は、真空ポンプ、流量弁、及び流量計を備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第３の手段は、マノメータを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第４の手段は、方程式
【数１】
2019508683.tif 000008
を解くようにプログラムされた汎用コンピュータである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第５の手段は、方程式
【数２】
2019508683.tif 000009
を解くようにプログラムされた汎用コンピュータである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記汎用コンピュータは、ディスプレイを含み、前記構造化の程度は、前記ディスプレイ上に表示される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記繊維材料は、構造化されたガラス繊維である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年１月２０日出願の米国仮出願第６２／２８０,７９６号の優先権及びその一切の利益を主張し、その開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（技術分野）
全体的な発明概念は、構造化された繊維材料に関し、より詳細には、繊維材料の構造化の程度を正確に評価する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
マフラー内に構造化されたガラス繊維を使用して吸音を行うことが知られている。例えば、開示内容全体が引用により本明細書に組み込まれている米国特許第４,５６９,４７１号には、マフラーを構造化されたガラス繊維で充填する方法及び装置が開示されている。米国特許第４,５６９,４７１号によれば、装置は、マルチファイバー糸（例えば、ガラス長繊維のロービング２）をノズル９に送る供給手段７を備え、ノズル９には糸を移動させるために圧縮空気が吹き込まれるが、同時に、繊維はバラバラに吹き飛ばされて絡まり合い、連続したウールを形成するようになっている。ウールは、マフラーに直接吹き込まれ、吹き込まれた空気は、吸引ファン１８によって排気される。
【０００４】
さらに、例えば、材料の音響性能を測定するために、繊維の構造化の程度を測定する、ないしは他の方法で評価することが望ましい。また、構造化の程度の判定は、材料の性能に関するプロセス変数の変更を評価するのに有用な場合もある。
【０００５】
従来、業界では、繊維材料の構造化の程度を判定するための試験（すなわち、「トヨタ試験」）に依存してきた。図１に示すように、この試験を行う従来のシステム１００は、所定量の構造化された材料１０２を透明チューブ１０４内に置くことを含んでいる。次に、ピストン１０６は、構造化された材料１０２上にディスク１０８を導いて材料を圧縮し、圧縮の程度は、定規１１０又はチューブ１０４に関連した他の指標によって確認可能である。チューブ１０４内の構造化された材料１０２の圧縮が少ないほど、材料の構造化が大きい。このようにして、試験は、十分な構造化と不十分な構造化との間の違いを表す概略的な結果を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４,５６９,４７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この試験には欠点が有り、例えば、試験担当者（例えば、結果を目視にて計測する）、材料をチューブ内に置く方法、及び材料をチューブ内に押し込む又は固めることなくピストンがチューブをゆっくりと下向きに移動させる能力に依存し、これらの欠点の全ては、結果の精度に悪影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書は、繊維材料の構造化の程度を判定するために、より正確で一貫性のある技術を提供することを提案する。繊維材料は、典型的には、ロービングに圧縮空気で衝撃を与えて、ロービングを形成する個々の繊維を互いに分離することによって形成された、構造化された繊維である。提案する技術は、空気流抵抗性、特に所定の流量での繊維材料前後の圧力降下を測定することに基づいている。この技術は、ロービングから分離した繊維の百分率及びそれらの繊維の絡み合いの両方に対応する。
【０００９】
従って、全体的な発明概念は、繊維材料の構造化を判定する方法及びシステムに関し、これらを企図している。
【００１０】
例示的な実施形態によれば、繊維材料の構造化の程度を定量化する方法を提供する。この方法は、所定量の繊維材料をチャンバーに供給するステップと、空気を所定の流量でチャンバーに導入するステップと、この流量での繊維材料前後の圧力降下を測定するステップと、圧力降下を使用して繊維材料の有効繊維直径を計算するステップと、有効繊維直径を使用して繊維材料の構造化の程度を判定するステップとを含んでいる。
【００１１】
一部の例示的な実施形態では、構造化の程度は、繊維材料の有効繊維直径に対する、繊維材料の実際の繊維直径の比率として表される。一部の例示的な実施形態では、構造化の程度は、この比率に１００を乗算することによって計算された百分率として示される。
【００１２】
一部の例示的な実施形態では、実際の繊維直径は、８μｍ〜４０μｍの範囲内にある。
【００１３】
一部の例示的な実施形態では、チャンバーは、製品マフラーである。一部の例示的な実施形態では、チャンバーは、基準マフラーである。
【００１４】
一部の例示的な実施形態では、繊維材料は、構造化されたガラス繊維である。一部の例示的な実施形態では、構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される。
【００１５】
一部の例示的な実施形態では、この方法は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送って、繊維材料をマフラーのキャビティ内に形成するステップと、繊維材料の少なくとも一部をキャビティからチャンバーに再配置するステップとをさらに含んでいる。
【００１６】
一部の例示的な実施形態では、チャンバー内の所定量の繊維材料は、８０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌの範囲内の充填密度を有する。
【００１７】
例示的な実施形態によれば、繊維材料の構造化の程度を定量化するシステムを提供する。このシステムは、所定量の繊維材料を保持する第１の手段と、繊維材料の中を通る空気を所定の流量で引き込む第２の手段と、この流量での繊維材料前後の圧力降下を測定する第３の手段と、圧力降下を使用して繊維材料の有効繊維直径を計算する第４の手段と、有効繊維直径を使用して繊維材料の構造化の程度を判定する第５の手段とを備える。
【００１８】
一部の例示的な実施形態では、第１の手段は、製品マフラーである。一部の例示的な実施形態では、製品マフラーは、システムと相互連結するように修正される。一部の例示的な実施形態では、アダプタは、製品マフラーがシステムと相互連結することを可能にする。一部の例示的な実施形態では、第１の手段は、基準マフラーである。
【００１９】
一部の例示的な実施形態では、第２の手段は、真空ポンプ、流量弁、及び流量計を備える。
【００２０】
一部の例示的な実施形態では、第３の手段は、マノメータを備える。
【００２１】
一部の例示的な実施形態では、第４の手段は、方程式
【数１】
2019508683.tif 000003
を解くようにプログラムされた汎用コンピュータである。
【００２２】
一部の例示的な実施形態では、第５の手段は、方程式
【数２】
2019508683.tif 000004
を解くようにプログラムされた汎用コンピュータである。一部の例示的な実施形態では、汎用コンピュータはディスプレイを含み、構造化の程度は、ディスプレイ上に表示される。
【００２３】
一部の例示的な実施形態では、繊維材料は、構造化されたガラス繊維である。一部の例示的な実施形態では、構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される。
【００２４】
全体的な発明概念の多くの他の態様、利点、及び／又は特徴は、例示的な実施形態の以下の詳細な説明、特許請求項の範囲、及び提出された添付図面からより容易に明らかになるだろう。
【００２５】
全体的な発明概念、並びに実施形態及びその利点は、例示的に図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】繊維材料の構造化の程度を判定する従来の装置の図である。
【図２】例示的な実施形態による、繊維材料の構造化の程度を判定する方法のフローチャートである。
【図３】例示的な実施形態による、繊維材料の構造化の程度を判定する装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
全体的な発明概念は、多くの異なる形の実施形態で可能であるが、本開示が全体的な発明概念の原理の例証と見なす必要があるという条件の下で、その特定の実施形態は、図面に示されかつ本明細書に詳細に説明されることになる。従って、全体的な発明概念は、本明細書で例示される特定の実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
全体的な発明概念は、例えば構造化された繊維のような繊維材料の構造化の程度を判定する方法及びシステムを含んでいる。構造化された繊維は、本技術分野で知られているように、ロービングに圧縮空気で衝撃を与えて、ロービングを形成する個々の繊維を互いに分離することによって形成することができる。本明細書で使用される場合、「構造化された繊維」という用語／語句は、１又は２以上のストランド（例えば、ロービングからの）として定義され、繊維に「フワフワと膨らんだ」つまりウールのような外観を与えるために、ストランドを形成する繊維を、例えば圧縮空気によって、個々の繊維に分離する。繊維は、例えば繊維の機械的処理を介するなど、何らかの適切な手段によって「構造化」することができる。
【００２９】
一部の例示的な実施形態では、繊維は、ガラス繊維である。一部の例示的な実施形態では、ロービングを構成する繊維の各々は、ほぼ同じ直径を有する。一部の例示的な実施形態では、ロービングを構成する繊維の直径は、８μｍ〜４０μｍの範囲内である。ガラス繊維の場合、繊維の直径は、一般的に、これを通って繊維が形成されるブッシング上のオリフィスの寸法（例えば、直径）に、少なくとも部分的に関係する。一部の例示的な実施形態では、ブッシング上のオリフィスの直径は、８μｍ〜４０μｍの範囲内である。
【００３０】
構造化された繊維の構造化の程度を判定する方法及びシステムは、空気流抵抗性、特に、特定の流量での構造化された繊維前後の圧力降下を測定することを含んでいる。このようにして、ロービングから分離した繊維の百分率及びそれらの繊維の絡み合いの両方を確認することができる。
【００３１】
全体的な発明概念の様々な態様をより良好に例示するために、及びこの発明概念を制限することを目的とすることなく、以下にマフラー（サイレンサ）内で使用される構造化されたガラス繊維の構造化の程度を判定する方法を説明する。
【００３２】
ガラス繊維ロービングは、ドフ（doff）（ボビン）上に巻回された長繊維（フィラメント）で作製される。典型的なドフは、最大４キロメートルまでの長繊維を収容する。それらの繊維は、製造プロセス時に回収され、バインダーで被覆され、その後、一緒になってガラス繊維ロービングを形成する。例えば、商標Ｓｉｌｅｎｔｅｘ（登録商標）で米国オハイオ州トレド所在のＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社から販売されている構造化された繊維は、大部分のマフラー用途での使用に適し、ガラス繊維ロービングを構造化することによって形成される。構造化された繊維は、マフラー内のキャビティを満たすために使用される。構造化された繊維は、何らかの適切な方法でマフラーへ導入することができる。構造化された繊維は、例えば、マフラーチャンバ、バッグ、又はボックスに直接入れることができ、代替的にマフラー内に入れることができる予備成形半剛性部品を生産するために金型に入れることができる。構造化された繊維は、マフラーのキャビティに充填されると、例えば、１２０〜１５０グラム／リットル密度（ｇ／Ｌ）の範囲の消音材として良好に機能する。
【００３３】
本明細書で説明するように、構造化は、ロービングを構成する個々の繊維へロービングを分離することである。構造化が大きいほど、構造化が表す個々の繊維へのロービングストランドの分離が大きい。構造化が十分なロービングは、経時的に発生する材料の飛び出しの可能性がなくマフラー内の吸音体として良好に機能する。構造化が不十分な材料は、繊維の「ローピング」又は「クランピング」を呈し、これによって吸音材料の能力が低減する。
【００３４】
多孔材料、特に繊維材料は、材料に衝撃を与える音波の吸収をもたらす。この吸音作用は、波動エネルギーの熱への変換である。音波に含まれるエネルギーは非常に小さいので、発生する熱量も非常に小さい。
【００３５】
材料中には、２つの基本的な吸音メカニズム、すなわち粘性流損失及び内部摩擦損失がある。粘性流損失は、音波の伝播時、音波に関連した粒子速度によって、媒質（空気）と周囲の材料（吸音体）との間の相対運動が生じたときに発生する。内部摩擦損失は、繊維つまり多孔質構造が音波伝播によって曲がったときに発生する。大部分のガラス繊維吸音体は、剛結フレーム吸音体であると考えられるので、関連の内部摩擦損失がない。その結果、航空機の空力表面上の有害抗力と同様の境界層損失が構造内に発生する。方程式（１）は、空気流抵抗性を判定する式を示し、
【数３】
2019508683.tif 000005
式中、空気流抵抗性、Ｒ１（ＭＫＳ  Ｒａｙｌｓ／ｍ））は、材料の粘性流損失量に関連する吸音材内の抵抗測定値である。材料が得ることができる吸音の最大量は、固有密度ρ（ｋｇ／ｍ3）、有効（又は、平均）繊維直径（ｄeffective）、及び強熱減量（ＬＯＩ）の関数である。値Ｋは、繊維直径をミクロン単位で測定した場合に３，１８０の値を有する定数である。ＬＯＩは、材料が高熱を受けた後に損失した重量の試料の原重量に対する比率に1を加えたものである。多くの構造化されたガラス繊維に関して、この比率は、非常に小さいことが多く、ＬＯＩは、１の値を有すると想定することができる。
【００３６】
方程式（１）の式を有効ファイバ直径について解いた場合、結果的に以下の方程式（２）が得られる。
【数４】
2019508683.tif 000006
【００３７】
実際の繊維直径（ｄfilament）の有効繊維直径に対する比率を取ると、ロービングから事実上分離した繊維の結果的に得られた平均的な割合を表す構造化のパーセンテージがもたらされる。次に１００を乗算すると、以下の方程式（３）で得られるように、構造化の百分率がもたらされる。
【数５】
2019508683.tif 000007
【００３８】
この式を特定のマフラー（例えば、基準マフラー）の空気流抵抗性テストに適用すると、構造化された繊維の構造化の程度を表す再現性がある正確な値が得られる。さらに、この値を利用して、構造化された繊維の性能に関する、ノズルデザイン、空気圧設定、サイジング化学性質（ｓｉｚｉｎｇ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）及びフィラメント径などの様々なプロセスパラメータの変更の影響を特定することができる。
【００３９】
図２を参照して、１つの例示的な実施形態であり、マフラー内で使用されるガラス繊維ロービングの構造化を判定する方法２００を説明する。最初に、ステップ２０２において、評価される所定量の構造化された繊維が供給される。一部の例示的な実施形態では、供給される構造化された繊維の量は、８０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌ（充填密度）の範囲である。構造化された繊維は、任意の適切な方法で供給され得る。例えば、構造化された繊維は、第１の場所から試験場の試料ホルダーまで手作業で移動され得る。第１の場所は、試験マフラー（例えば、基準マフラー）、実際の製品マフラー、又は繊維材料の何らかの他の保管場所又はパッケージ（例えば、バッグ）とすることができる。別の手段として、構造化された繊維を用意して、試験場の試料ホルダー、又は試験システムでの使用に適した基準又は製品マフラーに直接充填され得る。このようにして、既知の密度ρ（ｋｇ／ｍ3）を有する所定量の構造化された繊維が、評価される試験場の試験チャンバー、キャビティなどの中に位置決めされる。
【００４０】
次に、ステップ２０４において、空気源が所定の流量で試験チャンバーへ導入される。ステップ２０６において、空気が試験チャンバー内の構造化された繊維にわたって流れる際の圧力降下が測定される。この圧力降下は、構造化された繊維の空気流抵抗性（Ｒ１）を表す。ステップ２０８において、既知の構造化された繊維の密度及び判定された構造化された繊維の空気流抵抗率を用いて、方程式（２）を使用して有効繊維直径（ｄeffective）が計算される。最後に、ステップ２１０において、有効繊維直径（ｄeffective）に基づいて、方程式（３）を使用して構造化された繊維の構造化の程度が計算される。
【００４１】
従って、方法２００は、一貫性があり再現性のある正確な（例えば、＋／−７％以内）、繊維材料の構造化の測定値をもたらす。
【００４２】
図３を参照して、１つの例示的な実施形態であり、マフラー内で使用されるガラス繊維ロービングの構造化を判定するシステム３００を説明する。システム３００は、真空ポンプ３１０、流量調整弁３２０（例えば、流量弁及び流量計を含む）、フィルター３３０、真空キャニスター３４０、及びマノメータ３５０を含む様々な構成要素を含んでいる。構成要素の一部又は全ては、複数の壁部３６０を備える単体構造ハウジング（図示せず）内に、少なくとも部分的に、位置させ得る。ハウジングは、構成要素を保護するように作用し、一部の実施形態では、ハウジングによって、システムは、１つの場所から他の場所に容易に移動させることができる。
【００４３】
真空キャニスター３４０は、試料ホルダーの支持体３４２を含んでいる。一部の例示的な実施形態では、試料ホルダーは、基準マフラー３４４である。基準マフラー３４４は、製品マフラーとは異なり、システム３００内で使用されるように作製され、実際に車両に取り付けるためのものではない。基準マフラー３４４は、所定の寸法を有するマフラーのような本体である。基準マフラー３４４は、所定量の繊維材料３４６を保持し、真空キャニスター３４０と（例えば、支持体３４２を介して）相互連結するように設計されている。一部の例示的な実施形態では、基準マフラー３４４は、繊維材料３４６を８０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌの充填密度で収容することができる。一部の例示的な実施形態では、繊維材料３４６は、ガラス繊維ロービングを構造化することによって形成された、構造化されたガラス繊維である。基準マフラー３４４の少なくとも一部（例えば、上部３４８）は、大気に開口している（すなわち、大気圧にさらされている）。
【００４４】
真空ポンプ３１０、流量調整弁３２０、フィルター３３０、真空キャニスター３４０、及びマノメータ３５０は、チューブ材３７０、配管などを介して互いに接続されている。例えば、真空ポンプ３１０は、３／８インチのチューブ材によって流量調整弁３２０に接続されている。流量調整弁３２０は、３／８インチのチューブ材によってフィルター３３０に接続されている。フィルター３３０は、３／８インチのチューブ材によって真空キャニスター３４０に接続されている。真空キャニスター３４０は、１／４インチのチューブ材によってマノメータ３５０に接続されている。さらに、マノメータ３５０は、該マノメータ３５０とハウジングの壁部３６０の開口部３７２との間に延びる１／４インチのチューブ材によって大気に連絡されている（すなわち、大気圧にさらされている）。チューブ材３７０によって、空気は、構成要素の間を流れ得る。
【００４５】
流量調整弁３２０と一緒に真空ポンプ３１０を使用して、システム３００を通る制御された空気流を生成する。フィルター３３０は、システム３００を通過する空気の品質／完全性を保証する。フィルター３３０は、システム３００を通過する空気から望ましくない粒子状物質及び汚染物質を除去するのに適した任意の形式のエアフィルターとすることができる（現時点で公知か又は将来的に知られるかを問わず）。
【００４６】
空気流が特定の流量で繊維材料３４６を通って引き込まれる際に、基準マフラー３４４内の繊維材料３４６によって、真空キャニスター３４０内に圧力降下（ΔＰ）が生じる。マノメータ３５０（例えば、デジタル圧力変換器）は、この圧力降下（ΔＰ）を所定の流量について測定し、圧力降下は繊維材料３４６の空気流抵抗値Ｒ1を表す。繊維材料３４６の密度の値ρとともに判定した空気流抵抗率値Ｒ1を使用して方程式（２）を解くと、前述したように、繊維材料３４６の有効繊維直径（ｄeffective）を求めることができる。システム３００は、これらの計算を実行する専用処理論理回路（例えば、ハードウェア及び／又はソフトウェア）を含むことができる。一部の例示的な実施形態では、専用処理論理回路は、これらの計算を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとすることができる。別の方法として、システム３００は、圧力降下（ΔＰ）に関する情報を表示する、ないし他の方法で提供することができ、その後、ユーザは、この情報を、計算を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータなどの別のシステムに入力することができる。
【００４７】
その後、システム３００は、既知の実際の繊維直径（ｄfilament）の計算した有効繊維直径（ｄeffective）に対する比率を判定することができ、これによって、ロービングから事実上分離した繊維の結果として得られた平均的な割合を表す構造化のパーセンテージがもたらされる。システム３００は、前述したように、方程式（３）に従って、この比率に１００を乗算して、繊維材料３４６の構造化の百分率を判定する。一部の例示的な実施形態では、システム３００は、この情報（場合によっては中間計算結果）をその後の検索／使用のために格納する。
【００４８】
従って、システム３００は、一貫性があり再現性のある正確な（例えば、＋／−７％以内）、繊維材料の構造化の測定値をもたらす。測定値を使用して、例えば、繊維材料の音響性能を測定して、材料の性能に関するプロセス変数の変化を研究すること等を行う。例えば、１つの例示的な実施形態では、測定値を使用して、マフラー充填作業中に品質管理を行う。この例示的な実施形態では、マフラーに充填されている構造化ガラス繊維が所望の閾値（例えば、６０％）を下回る構造化の程度を有すると判定された場合、充填されたマフラーは不合格と判定される。その後、システム３００を使用して、例えばプロセス変数／条件を１つずつ変えて各変更後に構造化の程度を再評価することによって、構造化された材料の性能不測の原因を調査することもできる。
【００４９】
全体的な発明概念の範囲は、本明細書に示して説明する特定の例示的な実施形態に限定されることが意図されていない。当業者であれば、提示された開示から、全体的な発明概念及び付随する利点を理解するだけでなく、開示された方法及びシステムの様々な変更及び改変を理解できるはずである。従って、本明細書で説明及び権利主張する全体的な発明概念、及び何らかの均等物の精神及び範囲に含まれるような、全ての変更及び修正をカバーしようとするものである。
【図１】
2019508683.tif 000010
【図２】
2019508683.tif 000011
【図３】
2019508683.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月25日(2018.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料の構造化の程度を定量化する方法であって、
所定量の前記繊維材料をチャンバーに供給するステップと、
空気を所定の流量で前記チャンバーに導入するステップと、
前記所定の流量での前記繊維材料前後の圧力降下を測定するステップと、
前記圧力降下を使用して、前記繊維材料の有効繊維直径を計算するステップと、
前記有効繊維直径を使用して、前記繊維材料の構造化の程度を判定するステップと、
を含み、
前記構造化の程度は、前記繊維材料の前記有効繊維直径に対する、前記繊維材料の実際の繊維直径の比率として表される、方法。
【請求項２】
前記構造化の程度は、前記比率に１００を乗算することによって計算された百分率として示される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実際の繊維直径は、８μｍ〜４０μｍの範囲内にある、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記チャンバーは、製品マフラー及び基準マフラーのうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記繊維材料は、構造化されたガラス繊維である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルを通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
構造化ノズルに通してガラス繊維ロービングを送って、マフラーのキャビティ内に前記繊維材料を形成するステップと、
前記繊維材料の少なくとも一部を前記キャビティから前記チャンバーに再配置するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記チャンバー内の前記所定量の繊維材料は、８０ｇ／Ｌ〜２００ｇ／Ｌの範囲内の充填密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
繊維材料の構造化の程度を定量化するシステムであって、
所定量の前記繊維材料を保持する第１の手段と、
前記繊維材料の中を通る空気を所定の流量で引き込む第２の手段と、
前記流量での前記繊維材料前後の圧力降下を測定する第３の手段と、
前記圧力降下を使用して、前記繊維材料の有効繊維直径を計算する第４の手段と、
前記有効繊維直径を使用して、方程式
【数１】
2019508683.tif 000013
を解くことによって前記繊維材料の構造化の程度を判定する第５の手段と、
を備える、システム。
【請求項１０】
前記第１の手段は、製品マフラー及び基準マフラーのうちの１つである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２の手段は、真空ポンプ、流量弁、及び流量計を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第３の手段は、マノメータを備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第４の手段は、方程式
【数２】
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を解くようにプログラムされた汎用コンピュータである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第５の手段は、汎用コンピュータである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記汎用コンピュータは、ディスプレイを含み、前記構造化の程度は、前記ディスプレイ上に表示される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記繊維材料は、構造化されたガラス繊維である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記構造化されたガラス繊維は、構造化ノズルに通してガラス繊維ロービングを送ることによって形成される、請求項１６に記載のシステム。
【国際調査報告】
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