(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維マット及びそれを含む複合建築板を製造するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本開示に従って、連続する繊維２６の長さは液化熱可塑性材料でプレコートされる。プレコートされた繊維は次にベルト６２上に載置されて繊維マットを形成する。繊維は連続する長さで載置されてもよく、または非連続的な長さに切断されてもよい。繊維は載置された後に、熱可塑性材料を再液化して交差する繊維間の結合を容易にするために加熱される。本開示はさらに、製造された繊維マットを複合建築板に組み込むシステム１０および方法に関する。【選択図】図１
2018149815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の繊維マットを含む複合建築板を製造する方法であって、
複数の繊維送り装置を提供し、前記複数の繊維送り装置のそれぞれが、ホットメルト熱可塑性材料でプレコートされる連続する繊維の長さを含むことと、
形成テーブル上にランダムパターンでそれぞれの前記繊維の長さを載置し、前記ランダムパターンが複数の繊維交差部を含むことと、
前記形成テーブル上で前記繊維の前記ランダムパターンを約１００°Ｆ〜１，０００°Ｆの間の温度まで加熱し、前記加熱がそれぞれの前記繊維の長さ上で前記ホットメルト熱可塑性材料プレコーティングを融解することと、
前記繊維の前記ランダムパターンを周囲の温度まで冷却し、前記加熱および前記冷却が前記繊維交差部の結合および第１の繊維マットの製造をもたらすことと、
前記繊維マット上に石膏スラリを堆積し、堆積された前記石膏スラリが前記建築板の芯を形成することと、
第２の繊維マットが前記石膏芯の上に載置され、複合パネルを形成することと、
前記複合パネルを形成ステーションに運び、それにより前記複合パネルが均一の厚さに押圧されることと、を含む、方法。
【請求項２】
１つ以上の繊維マットを含む複合建築板を製造する方法であって、
連続する繊維の長さを提供することと、
前記繊維を熱可塑性バインダで被覆することと、
形成テーブル上に被覆された前記繊維をランダムパターンで送り、前記ランダムパターンが複数の繊維交差部を含むことと、
前記形成テーブル上で前記繊維の前記ランダムパターンを加熱し、前記熱可塑性バインダを融解することと、
前記ランダムパターンを周囲の温度まで冷却し、前記加熱および前記冷却が前記繊維交差部の結合および第１の繊維マットの製造をもたらすことと、
前記繊維マット上に石膏スラリを堆積し、堆積された前記石膏スラリが前記建築板の芯を形成することと、
第２の繊維マットが前記石膏芯の上に載置され、複合パネルを形成することと、を含む、方法。
【請求項３】
前記形成テーブル上に載置される前に、被覆された前記繊維を非連続的な断片に切断することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維を被覆する前に、前記熱可塑性バインダにシランカップリング剤であるＹ−Ｓｉ（ＯＲ）３を追加することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記熱可塑性バインダが約０．０１ミル〜約５０ミルの厚さで塗布される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記熱可塑性バインダの融点が約１００°Ｆ〜５００°Ｆの範囲である、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
連続する繊維の長さを被覆するシステムであって、
複数の繊維送り装置であって、それぞれ繊維の長さを供給する複数の繊維送り装置と、
ホットメルト熱可塑性材料の供給装置であって、前記ホットメルト熱可塑性材料が加熱および液化される供給装置と、
アプリケーションローラであって、溝付きの外周面を有し、前記溝のそれぞれが前記繊維送り装置から前記繊維の長さを受け入れるよう適合されているアプリケーションローラと、
供給ローラであって、前記アプリケーションローラに隣接して位置するとともに、多量の液化熱可塑性材料を前記アプリケーションローラの前記外周面に運び、それにより前記溝内の前記繊維が前記液化熱可塑性材料で被覆される供給ローラと、
ピンチローラであって、前記アプリケーションローラの前記外周面と接触し、前記繊維が被覆されるように前記繊維の長さを前記アプリケーションローラの前記溝内に保つピンチローラと、
計量ブロックであって、前記繊維の長さを受け入れるための複数の開口部を有し、前記繊維の長さから前記液化熱可塑性材料の余剰量を排出するための流出縁をさらに有する計量ブロックと、を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は繊維マットを製造するためのシステムに関する。本開示はさらに結合繊維マットを複合建築板に組み込む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術には繊維マットを製造する方法のいくつかの例を含んでいる。Ｓｉｍｍｏｎｓらによる米国特許第５，５６５，０４９号にその一例が記載される。Ｓｉｍｍｏｎｓは切断された繊維材料からなるマットを製造する方法を開示している。その方法は、一対のローラ上を延伸する細長い無端搬送ベルトを用いる。最初のステーションでは、一連のスプールが連続する繊維ストランドを切断ステーションに搬送する。切断されたストランドはベルト上に置かれて、目の粗い繊維マット構造物を形成する。次に、マット構造物は、噴霧ステーションに搬送され、ノズルが細かい水の霧をマット構造物上に噴霧する。続いて、粘着性粉末がマット構造物の上面上に均一に散布される。粉末化された接着剤は、接着剤散布機から計測されて放出される顆粒形状を有する。その後の加熱ステーションでは、マットに圧力を印加する上側ベルトが設けられている。加熱ステーションはさらに、マット構造物の上下に位置する発熱体を備える。圧力および熱によってマット構造物は平らにされて接着剤は可塑化される。次にマットの温度を接着剤の初期可塑温度より低くする冷却ステーションが設けられている。これによって接着剤は再凝固し、繊維同士が結合する。
【０００３】
繊維マットを製造する別の方法が、Ｒｅｅｓｅらによる米国特許第５，０５１，１２２号に記載されている。Ｒｅｅｓｅは連続するガラス繊維ストランドからなるマットの製造方法を開示し、マットを押し固めるために加熱されたカレンダーロールおよび連続ベルトを使用する。複数のストランド送り装置が可動孔あきコンベヤの表面を横切り、各送り装置は連続ストランドを少なくとも１つの供給源から引いて搬送ベルトの表面に射出して、目の粗い繊維マット構造物を形成する。粉末状の樹脂粒子が目の粗いマット上に散布されて、次に第２の可動コンベヤまたはベルトと、少なくとも１つの加熱されたカレンダーローラとの間を通過する。一実施形態では、樹脂材料をより容易に散布できるように、マットを濡らすために水を用いる。マットが第２のコンベヤベルトに渡ると、コンベヤの表面と、別に駆動される回転している加熱されたカレンダーロールの表面との間でつまみこまれる。マットがロールの外周周りを通ると、ベルトはベルトの張力によってロールに対して圧縮される。ベルトが回転することで、カレンダーロールから押し固められたマットが分離し、そのまま進み続ける。カレンダーロールによってマットが加熱されることによる湯気は、フードを介して換気される。
【０００４】
上記の文献のそれぞれが有用な製造方法を開示しているが、これらの文献は一定のデメリットをも有する。例えば、それぞれの文献は樹脂または接着剤を微粒子または顆粒形状で散布している。この散布方法は複数の工程を必要とし、下にある繊維を充分に覆わない。その結果、隣接する繊維間で充分な結合が得られない。同様に、背景技術では複合建築板と併せて繊維マットを製造する方法を示すことができていない。本開示のシステムおよび方法は、これらの、またその他の背景技術における短所を解消する狙いがある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は繊維マットを製造するシステムおよび方法に関する。本開示はまた、繊維マットを複合建築板に組み込むシステムおよび方法に関する。
【０００６】
本開示の１つの可能な利点は、熱可塑性材料でプレコートされた繊維の長さ（ｌｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｆｉｌａｍｅｎｔ）から繊維マットを製造することによって実現される。
【０００７】
別の利点は、繊維の長さを繊維マットに組み込む前に、連続する繊維の長さ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｆｉｌａｍｅｎｔ）を液化熱可塑性材料で完全に被覆することによって得られる。
【０００８】
さらに可能な利点は、形成テーブル上に繊維を載置した後に繊維を加熱することで、プレコーティングを液化して交差する繊維間の結合を容易にすることによって得られる。
【０００９】
さらに別の潜在的な利点は、繊維マットを製造して、次にその製造したマットを複合建築板に組み込むことで果たされる。
【００１０】
化粧紙（ｐａｐｅｒ  ｆａｃｉｎｇ  ｓｈｅｅｔｓ）または裏打ち紙（ｂａｃｋｉｎｇ  ｓｈｅｅｔｓ）を必要としないが、それでも羽目（ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｐａｎｅｌ）に組み込むことができる繊維マットを製造することもまた利点である。
【００１１】
本発明の様々な実施形態は、これらの利点を全く有さないか、いくつかまたは全て有していてもよい。本発明の他の技術的な利点は当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本開示およびその利点のより完全な理解のために、次に以下の記載が添付の図面と併せて参照される。
【００１３】
【図１】本開示に係る製造プロセスの側面図である。
【００１４】
【図２】本開示に係る別の製造プロセスの側面図である。
【００１５】
【図３】繊維をマット構造物に組み込む前に個々の繊維をプレコートするための装置の側面図である。
【００１６】
【図４】繊維がプレコートされた後、かつ繊維マットに組み込まれる前に繊維を保管するために用いるスプールの図である。
【００１７】
【図５】プレコーティングおよび個々の繊維の相互接続を図示する繊維マットの拡大図である。
【００１８】
【図６】プレコーティングおよび個々の繊維の相互接続を図示する繊維マットの拡大図である。
【００１９】
【図７】プレコーティングおよび個々の繊維の相互接続を図示する繊維マットの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示は繊維マットを製造するためのシステムおよび方法に関する。本開示にしたがって、連続する繊維の長さは液化熱可塑性材料でプレコートされる。プレコートされた繊維は次にベルト上に載置されて繊維マットを形成する。繊維は連続する長さで載置されてもよく、または非連続的な長さに切断されてもよい。繊維は載置された後に、熱可塑性材料を再液化して、交差する繊維間の結合を容易にするために加熱される。本開示はさらに、製造された繊維マットを複合建築板に組み込むシステムおよび方法に関する。本開示の様々な特徴、およびそれらが相互関係を持つ様態は後ほどより詳細に説明される。
【００２１】
好ましい製造システム１０が図１に示され、ここには一連の形成テーブル２２からなってもよい単一製造ライン２０を含む。ラインの最初の部分２４は、連続的な繊維２６の長さから繊維結合マットを製造することにおいて用いられる。後ほどより具体的に記載するように、これらの繊維２６の長さは繊維マット２８にされる前に熱可塑性材料でプレコートされる。次に、製造ラインの後半の部分３２は、繊維結合マット２８を複合建築板に組み込む。このラインの後半部分は共同所有されるＨａｕｂｅｒによる「Ｇｌａｓｓ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｇｙｐｓｕｍ  Ｂｏａｒｄ」と称される米国特許第６，５２４，６７９号に開示の製造方法を組み入れてもよい。この′６７９特許の内容は全ての目的に対してその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２２】
図２は図１の製造ラインと多くの点で類似する別の実施形態である。すなわち、ライン２４の最初の部分は繊維マット２８を形成するのに用いられ、これと同時に後半の部分では繊維マット２８を複合建築板に組み込む。しかしながら、図２の製造ラインは連続する繊維の長さを非連続的な長さに切断する繊維切断装置を用いる。非連続的な繊維の長さ（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｅｎｇｔｈｓ  ｏｆ  ｆｉｂｅｒ）は、次に形成テーブル上にランダムに載置される。なお、両方の実施形態は、ホットメルト熱可塑性材料で予めプレコートされる連続する繊維２６の長さから開始される。
【００２３】
［熱可塑性材料で繊維を被覆するシステム］
複数の個々の繊維２６の長さは、最初に、被覆されていない状態で、対応する複数の繊維送り装置から与えられる。あるいは、繊維は繊維製造プロセスから直接供給されてもよい。好ましい実施形態では、繊維２６は最小で約１ミクロンから最大で約５，０００ミクロンの範囲内の直径を有する。本明細書中に用いられる用語「繊維（ｆｉｌａｍｅｎｔ）」は単繊維（ｍｏｎｏｆｉｌａｍｅｎｔ）および複数の単繊維が練紡で互いに結合されている多重繊維（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）を含む。さらに、つむがれた多重繊維ストランド（ｓｐｕｎ  ｍｕｌｔｉｆｉｌａｍｅｎｔ  ｓｔｒａｎｄｓ）および織られた多重繊維ストランド（ｗｏｖｅｎ  ｍｕｌｔｉｆｉｌａｍｅｎｔ  ｓｔｒａｎｄｓ）をも含む。用いられる繊維２６の数は製造される繊維マット２８の大きさおよび密度に依拠し、本開示は繊維２６の数を特定の数に限定されない。しかしながら、２から２０００の間の個々の繊維２６を用いることができると想定される。繊維２６は、送り装置から与えられた後、ガイドローラに沿って図３に図示する被覆ステーション３４（ｃｏａｔｉｎｇ  ｓｔａｔｉｏｎ  ３４）に送られる。被覆ステーション３４では、コーティングされていない繊維２６の長さがそれぞれ熱可塑性材料のプレコーティングに浸漬される。
【００２４】
好ましい実施形態では、それぞれの繊維は大量の液化ホットメルト熱可塑性バインダで被覆される。バインダは有機もしくは無機、またはその組み合わせであってもよい。バインダを提供する目的は、個々の繊維を所定の位置に保持し、引張抵抗および可撓性を提供することにある。好ましい熱可塑性バインダは、個々またはそれぞれを組み合わせて用いられる以下も任意に含む：アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、セルロイド、酢酸セルロース、エチレンブチル、アクリレート、エチレンメチルアクリレート、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡＬ）、フッ素樹脂（ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＥＴＦＥを含むＰＴＦＥ類）、アイオノマ、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭまたはアセタール）、ポリアクリレート類（溶融および硬化アクリル樹脂）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮまたはアクリロニトリル）、ポリアミド（ＰＡまたはナイロン）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫまたはケトン）、ポリブタジエン（ＰＢＤ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエステル、ポリエチレン／ポリテン／ポリエタン、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンクロリネート（ＰＥＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、スペクトラロン、および熱可塑性オレフィン系エラストマ（ＴＰＯ）。好ましい熱可塑性材料の融点温度の適用は、最小で華氏１００度から最大で華氏５００度の範囲に亘る。上記に列挙されるホットメルト熱可塑性材料のいずれかの結合強度を増強するために、シランカップリング剤であるＹ−Ｓｉ（ＯＲ）３を用いてもよい。シランカップリング剤はさらに、耐久性、機械的物性、電気的物性、およびバインダ分散２９の向上を含む多くの有利な結果をも提供する。
【００２５】
熱可塑性コーティングは、色（不透明または半透明）、耐紫外線性、接着性の向上、断熱、熱伝導、電気伝導、電気非伝導、耐水性、透湿性の向上、透湿性の抑制、光吸収、光屈折、音伝播、音抑制、弾性の向上、剛性の向上、耐衝撃性、耐破壊性、耐摩耗性、ボリュマイズ、緻密化、耐火性、残響、および気体、液体または蒸気毒性化合物吸収などを意図した充填化合物（ｆｉｌｌｅｒ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を含んでいても、これらに限定されない用途を意図した充填化合物を含んでいてもよい。
【００２６】
被覆ステーション３４の詳細は、次にシラン３と関連して記載される。図示される特定の被覆ステーション３４は、繊維２６がどのようにコーティングされるかの一例でしかなく、他の被覆法も本開示の範囲内である。ステーション３４はアプリケーションローラ３６を含む。アプリケーションローラ３６はその外面に形成された一連の円周溝３８を有する。各溝３８は個々の繊維２６の長さを受け入れる寸法を有する。好ましい実施形態では、繊維送り装置の合計数がアプリケーションローラ３６内の溝３８の合計数と対応する。
【００２７】
ステーション３４はさらに供給ローラ４２を含む。供給ローラは周知技術である。供給ローラ４２の一部が大量の液化熱可塑性材料４４と接触しており、供給ローラ４２の別の部分はアプリケーションローラ３６に接触している。このように、供給ローラ４２は、選択量の液化熱可塑性材料４４を供給ローラ４２からアプリケーションローラ３６の表面まで移す。したがって、溝３８内に配置された繊維２６の個々の連結が供給ローラ４２によって移された液化熱可塑性材料４４で被覆される。
【００２８】
被覆ステーション３４はさらに、アプリケーションローラ３６の上に動作可能に配置されたピンチローラ４６を備える。このピンチローラ４６はアプリケーションローラ３６の外周面との積極的な接触を維持する。ピンチローラ４６は、回転しながら、個々の繊維２６の長さをアプリケーションローラ３６上の対応する溝３８内に保たれるように機能する。
【００２９】
計量ブロック４８（Ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ  ４８）は、被覆ステーション３４の最後に任意に備えられる。好ましい計量ブロック４８は、余剰の熱可塑性材料を繊維２６から除去するように設計される。計量ブロック４８は、個々の繊維２６の長さを受け入れる寸法を有する複数の個々の開口部５２を有する。ブロック４８の出口部は、開口部５２によって除去された余剰プラスチックの流出を可能とする下側縁５４を有する。熱可塑性材料の流出物は収集して再利用してもよく、または廃棄されてもよい。計量ブロック４８は、したがって、所望のバインダ効果を提供するべく、連続する繊維２６の長さへの具体的な塗布率および被覆を制御する。上述のホットメルト熱可塑性コーティング／バインダの塗布される膜厚は最小で０．０１ミルおよび最大で５０ミルの範囲に亘ってもよい。コーティングは均一または不均一レベルで塗布されてもよい。
【００３０】
被覆ステーション３４の動作は以下のとおりである。一連の被覆されていない繊維２６が繊維送り装置から与えられる。次に、ガイドローラは、繊維が被覆ステーション３４の開始点に送られるように用いられる。繊維２６は続いて、アプリケーションローラ３６内の溝３８内に導かれる。アプリケーションローラ３６が回転すると、供給ローラ４２を介して液化熱可塑性材料４４が連続的に供給される。アプリケーションローラ３６の連続的な回転が、各繊維２６の長さの外周領域全体が熱可塑性材料で完全に浸漬されることを確実にする。次に余剰の熱可塑性材料が計量ブロック４８によって除去される。採用される具体的な計量ブロックは、繊維マットの意図する用途に依拠する。コーティングは完全な外周被覆を維持して、多方向接着のためにより大きな接着領域を、全ての周囲および併せて組み込まれた繊維に対して提供するであろう。被覆は繊維の０．１％から繊維の１００％の間まで及んでもよい。
【００３１】
最後に、被覆された繊維２６はガイドローラ５６を介して被覆ステーションから離れて送られる。繊維が離れるように導かれると、熱可塑性コーティング４４は冷却および凝固可能となる。あるいは、冷却工程を直接的または間接的な冷却機構を介して実施してもよい。最後に、被覆された繊維２６の長さのそれぞれがスプール５８に巻き取られる。被覆された繊維２６はその他に、スプーリング（ｓｐｏｏｌｉｎｇ）、ルース／ドロップ蓄積（ｌｏｏｓｅ／ｄｒｏｐ  ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）によって蓄積されるか、もしくは製造ラインに連続的に供給されてもよい。図示される実施形態では、被覆された繊維２６は必要になるまでスプール５８上で保管される。後ほどより完全に説明するように、被覆された繊維２６はこの後、繊維結合マット２８（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｂｏｕｎｄ  ｍａｔｓ  ２８）の製造中にてスプール５８から与えられる。
【００３２】
［連続繊維マット］
繊維２６が上記の様態で被覆されると、繊維マット２８に形成される準備ができている。図１に記載のように、プレコートの繊維２６のスプール５８は、製造ライン２０の最初に配置される。スプール５８は繊維送り装置の形態を有していてもよい。スプール５８を最初に巻き戻して繊維２６の長さが形成テーブル６２上に載置されるようにする。これを実現するには、スプール５６を前後または左右に動かして、繊維２６の長さがそれぞれランダムパターンで形成テーブル２２に置かれるようにしてもよい。理想的には、繊維２６は重量が均一に分布されるように載置される。ランダムパターンの結果、個々の繊維２６はいくつかの繊維交差部２６（ａ）（ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ  ２６（ａ））にて互いに交差する。繊維交差部２６（ａ）の密度は配置される個々の繊維２６の長さの数に依拠する。用いられる繊維２６の数は、同様に、マット２８の用途に基づいて操作者によって選択される。
【００３３】
繊維２６が載置される形成ベルト６２（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｂｅｌｔ  ６２）は固体、メッシュ、または連結構造より形成されていることが理想である。ベルト６２はまた、液体保持特性を有し、熱可塑性コーティングに非接着表面を提供し、さらに繊維間の相互接着を促進することが好ましい。形成ベルト６２は有機もしくは無機、またはその両方のブレンドから形成されてもよい。
【００３４】
次に、ランダム化された繊維パターンはベルトに乗った状態で、オーバーヘッド発熱体６６（ｈｅａｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ６６）をいくつか備える加熱ステーション６４に搬送される。好ましい実施形態では、発熱体６６は繊維パターンを約１００°Ｆ〜１，０００°Ｆの間の温度まで加熱する。直接または間接加熱（もしくはその組み合わせ）を採用することができる。したがって、加熱ステーション６４は，繊維２６を、熱可塑性プレコーティングを再液化または可塑化するのに充分な程度まで加熱する。一度再液化されると、隣接する繊維のコーティング４４は互いに混合しあう。繊維パターンがベルトを搬送されると、冷却されて凝固する。冷却は加熱ステーションに続いて存在する周囲の温度を介して実現することができる。冷却は典型的には加熱ステーションの後にほぼ即座に起きる。ホットメルト熱可塑性材料を採用する利点は、プラスチックを再凝固するために冷却工程を必要としないことである。しかしながら、必要であれば加熱ステーション６４の下流に冷却形成ライン６８（ｃｈｉｌｌｅｄ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ｌｉｎｅ  ６８）を用いることができる。加熱および冷却工程は、断続的もしくは連続的、または温度が上昇もしくは低下する工程にて提供されることができる。繊維の加熱および続く冷却は繊維交差部の結合、および完全に一体化した結合繊維マットの製造を得る結果となる。
【００３５】
熱可塑性コーティングの結果として得られた好ましい表面硬さは、ロックウェルＲ硬度スケールに準じて最小でおよそ１５から最大でおよそ１５０の範囲内、またはショアＡおよびＤ硬度スケールに準じて最小でおよそ１０から最大でおよそ７０の範囲内の硬度と等しくてもよい。塗布された熱可塑性コーティング／バインダの好ましい透気率は、最小で０．０１ＣＦＭ／ｆｔ２／秒から最大で１５００ＣＦＭ／ｆｔ２／秒（最大で８ｍｍの範囲かつ最小で２ｍｍの範囲のノズルを用いたＦｒａｚｉｅｒ透過性試験）の範囲に亘ってもよく、したがってコーティングは水蒸気の移動の透過に実質的に影響されないか、水蒸気の移動の透過に対して完全に開放してもよい。
【００３６】
結合繊維マットの形成の後、これを複合建築板に組み込んでもよい。いくつかのこれらの建築板製造工程はＨａｕｂｅｒによる「Ｇｌａｓｓ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｇｙｐｓｕｍ  Ｂｏａｒｄ．」と称する、共同所有される米国特許第６，５２４，６７９号に概説されている。‘６７９特許の内容は全ての目的に対して本明細書が完全に組み込まれる。工程は概して、石膏スラリをシュ−７２（ｓｈｏｅ  ７２）から繊維マット２８上に堆積させることを含む。スラリはスラリ混合機７４から供給される。この石膏スラリは次に建築板の芯を形成する。その後、第２の繊維マット７６は石膏芯の上に載置されて、複合パネル７８を形成する。この第２の繊維マット７６は上記のように形成されてもよい。あるいは、繊維マット２８は多種多様な他の製造法によって形成されてもよい。最後に、複合パネル７８は形成ステーション８０に運ばれ、均一の厚さを有するように押圧される。従来技術にて周知のように、形成されたパネル７８は続いて板の用途に応じて所望の長さに切断され得る。
【００３７】
［非連続繊維マット］
別の製造プロセスが図２に図示されている。このプロセスは、図１に関連して概説されたプロセスと全ての点において同一である。しかしながら、図２のプロセスは繊維マットの製造において非連続的な繊維の長さ（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｌｅｎｇｔｈｓ  ｏｆ  ｆｉｌａｍｅｎｔ）を用いる。これを実現するには、連続的な被覆されていない繊維の長さは上記のとおりスプール５８から与えられるが、その後に繊維切断機８２に搬送される。繊維切断機８２は連続的な繊維の長さを切断する上で用いられる。単一の切断機８２を設けてもよく、または平行する一式の切断機を用いてもよい。切断機８２は、ランダムな長さを有するより短い繊維を多数作る。切断された繊維は個々に０．１センチメートルから４５，７２０センチメートルまでの範囲に亘る個々の繊維長を有する。これらの短い繊維は次に蓄積器８４およびかくはん器８６に集められる。かくはん器８６は、個々の切断された繊維２６がランダムパターンにて形成ベルト６２に搬送されることを確実にする。理想的には、繊維２６は形成ベルト６２に亘って均一の重量分布があるように載置される。載置された繊維の密度を確認するために重量測定ベルトを用いることができる。ランダム化された繊維パターンは複数の繊維交差部を含む。
【００３８】
繊維マットの製造に用いられる繊維は有機繊維、無機繊維、もしくは有機および無機繊維の両方のブレンドによって作られたものであってもよい。繊維は織られたもしくは織られていない構成、またはその組み合わせによって載置することができる。熱可塑性材料で結合されると、結果として得られるマットは＋Ｘ、−Ｘ、＋Ｙ、−Ｙ、＋Ｚ、および−Ｚ方向における引張抵抗を示す。マットはさらに任意の方向の引張力に対する抵抗を提供することが可能になる。さらに、マットは向上した可撓性、破砕および破壊耐性、複合同化（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ）、および耐熱性を有する。マットはいくつかの異なる用途、例えばマット、ティッシュ、布、またはスクリムにおいて製造バルブ（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｖａｌｖｅ）を有する。
【００３９】
マットは、ガラス強化石膏パネルとして使用される複合建築板として特定の用途を見出す。しかしながら、繊維マットはさらに、複合石膏羽目（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｇｙｐｓｕｍ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｐａｎｅｌｓ）、石膏繊維羽目（ｇｙｐｓｕｍ  ｆｉｂｅｒ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｐａｎｅｌｓ）、セメント板、繊維セメント板、石膏繊維下見板（ｇｙｐｓｕｍ  ｆｉｂｅｒ  ｓｉｄｉｎｇ）、繊維セメント下見板（ｆｉｂｒｏｕｏｓ  ｃｅｍｅｎｔ  ｓｉｄｉｎｇ）、セメント下見板（ｃｅｍｅｎｔ  ｓｉｄｉｎｇ）、石膏コーブ（ｇｙｐｓｕｍ  ｃｏｖｅ）もしくはコーニス（ｃｏｒｎｉｃｅ）、繊維石膏コーブ（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｇｙｐｓｕｍ  ｃｏｖｅ）およびコーニス、セメントコーブ（ｃｅｍｅｎｔ  ｃｏｖｅ）およびコーニス、繊維コーブ（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｃｏｖｅ）およびコーニス、酸化マグネシウム建築板、酸化マグネシウムコーブ（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ  ｃｏｖｅ）およびコーニス、酸化マグネシウム下見板（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ  ｓｉｄｉｎｇ）、酸化マグネシウム板葺き（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ  ｓｈｉｎｇｌｅｓ）、アスファルト浸透性板葺き（ａｓｐｈａｌｔ  ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  ｓｈｉｎｇｌｅｓ）、アスファルト被覆板葺き（ａｓｐｈａｌｔ  ｃｏａｔｅｄ  ｓｈｉｎｇｌｅｓ）、アスファルト浸透性建築ラップ（ａｓｐｈａｌｔ  ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｒａｐｓ）、有機ポリマ被覆（ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏａｔｅｄ）、無機ポリマ被覆建築ラップ（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏａｔｅｄ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｒａｐｓ）、有機／無機混合被覆建築ラップ（ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｂｌｅｎｄｅｄ  ｃｏａｔｅｄ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｒａｐｓ）、連続もしくは非連続または連続および非連続の混合（マット、スクリム、ティッシュ、布）材料を組み入れるテープ、コーナービード、カーペット、強化合板、強化積層ポリマ複合材、および強化成形もしくは押出された有機もしくは無機または有機および無機の混合材料（強化幾何学基板、強化剛性または可撓性プラスチック管、並びに強化シリンダを含む）としても用いられ得る。
【００４０】
全ての例において、本開示の繊維マットは追加の化粧紙または裏打ち紙を必要としない。本開示に従って製造されたマットは従来のマット製造と比較して低費用である利点を有する。製造コストは３０％から５０％まで下げることができる。
【００４１】
図５〜６は個々の繊維における熱可塑性コーティングの変動する密度の度合いでの適用を図示する。図５は熱可塑性材料を塗布した後の交差した繊維結合を図示する。図６は効果的に結果として得られるマットの浸透性を減らすかなくすためにより高い密度で塗布される熱可塑性材料を示す。多孔率は０％から９５％の間で変動してもよい。図７は熱可塑性材料によって完全に被覆される個々の繊維を図示する。所望される結果、改善された繊維／繊維対繊維／繊維せん断抵抗（ｆｉｂｅｒ／ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｔｏ  ｆｉｂｅｒ／ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｓｈｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が望まれるか、またはマットの改善された密半径の可撓性（ｔｉｇｈｔ  ｒａｄｉｕｓ  ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）が望まれるか、または低い透気もしくは液体透過性が望まれるかに応じて、ホットメルト熱可塑性バインダは部分的または完全な繊維／繊維被覆（ｆｉｂｅｒ／ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）を提供するように調製されてもよく、もしくは繊維繊維交差部／交差（ｆｉｂｅｒ／ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ／ｃｒｏｓｓｉｎｇｓ）により網が作られるようにしてもよい。このような性質は化学組成の変更またはマットが形成ベルト上で形成されるときの溶融温度を調節することで得られる。本開示の大きな利点は、伝統的な熱硬化バインダ法で必要な持続的な組成変更ではなく、温度単独での変更によって、バインダの組成変更のための追加費用なしで劇的な製品多様性／機能性を得られることである。これは、繊維／繊維（ｆｉｂｅｒ／ｆｉｌａｍｅｎｔ）のそれぞれが、マット、ティッシュ、布もしくは材料を形成する前にホットメルト熱可塑性材料でプレコーティングすることによって得られる。
【００４２】
本開示は特定の実施形態および一般的に関連する方法の観点から記載されているが、これらの実施形態および方法の変更並びに置換は当業者にとって明らかであるであろう。したがって、上記の例示実施形態は本開示を規定または制限しない。本開示の主旨および範囲を逸脱することなく、他の変化、置換、および変更もまた可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月6日(2018.6.6)
【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】
連続する繊維の長さを被覆するシステムであって、
ホットメルト熱可塑性バインダの供給装置であって、前記ホットメルト熱可塑性バインダが加熱および液化される供給装置と、
アプリケーションローラであって、溝付きの外周面を有し、前記溝のそれぞれが前記繊維の長さを受け入れるよう適合されているアプリケーションローラと、
供給ローラであって、前記アプリケーションローラに隣接して位置するとともに、多量の液化熱可塑性バインダを前記アプリケーションローラの前記外周面に運び、それにより前記溝内の前記繊維が前記液化熱可塑性バインダで被覆される供給ローラと、
ピンチローラであって、前記アプリケーションローラの前記外周面と接触し、前記繊維が被覆されるように前記繊維の長さを前記アプリケーションローラの前記溝内に保つピンチローラと、
を備える、システム。
【請求項２】
複数の繊維送り装置であって、それぞれ繊維の長さを前記アプリケーションローラの溝に供給する複数の繊維送り装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
計量ブロックであって、前記繊維の長さを受け入れるための複数の開口部を有し、前記繊維の長さから前記液化熱可塑性バインダの余剰量を排出するための流出縁をさらに有する計量ブロックをさらに備える、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
それぞれの繊維が１ミクロン〜５０００ミクロンの範囲の直径を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記ホットメルト熱可塑性バインダの前記供給装置がシランカップリング剤を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
厚さが０．０１ミル〜５０ミルの範囲となるように、それぞれの繊維に前記ホットメルト熱可塑性バインダを塗布する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ホットメルト熱可塑性バインダの融点が華氏１００度〜華氏５００度の範囲に亘る、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
１つ以上の繊維マットを含む複合建築板を製造するシステムであって、
熱可塑性バインダで被覆された連続する繊維の長さの供給装置と、
形成ベルトであって、被覆された繊維のランダムパターンを受け取り、前記ランダムパターンが複数の繊維交差部を含む、形成ベルトと、
加熱ステーションであって、前記形成ベルト上で被覆する繊維の前記ランダムパターンを受け取り、前記熱可塑性バインダを融解し、前記熱可塑性バインダを冷却し、繊維マットを形成する、加熱ステーションと、
石膏スラリの供給装置であって、前記繊維マット上に石膏スラリを堆積し、堆積された前記石膏スラリが前記建築板の芯を形成する、石膏スラリの供給装置と、
第２の繊維マットの供給装置であって、第２の繊維マットを前記石膏芯の上に載置し、複合パネルを形成する、第２の繊維マットの供給装置と、を備える、システム。
【請求項９】
連続する繊維の長さの前記供給装置がクレーム１〜７のいずれか１項に記載の前記システムである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記形成ベルトに載置される前に、被覆された前記繊維を非連続的な断片に切断する切断機をさらに含む、請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
繊維の非連続的な断片を蓄積する蓄積器と前記形成ベルトの上に繊維の前記非連続的な断片を載置するかくはん器とをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記形成ベルトが前記熱可塑性バインダに非接着表面を提供する、液体保持特性を有する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
均一な厚さを有するように前記複合パネルを押圧する形成ステーションをさらに含む、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のシステム。