(57)【要約】  実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー（１０）は、少なくとも１種の非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーとブレンドされた鉱物繊維または有機繊維であり得る繊維成分から製造される。繊維成分は、バージンの織物用ガラス繊維、バージンのロータリーガラス繊維、有機繊維または天然繊維であり得る。非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーは、プラスチック含有結合繊維、粉末バインダーまたはそれらの混合物であり得る。
2007523270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー（１０）であって、
繊維成分（６０、６２）、および
前記繊維成分（６０、６２）の少なくとも一部を互いに結合する非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダー（７０、７２）を含み、該ダクトライナー（１０）は、その体積に渡って実質的に均一な密度を有するダクトライナー。
【請求項２】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダー（７０、７２）が、前記ダクトライナー（１０）における実質的に唯一のバインダーである請求項１に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項３】
前記繊維成分（６０、６２）が、バージン織物用ガラス繊維を含む請求項１に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項４】
前記繊維成分（６０、６２）が、バージン織物用ガラス繊維、バージンロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維、セルロース繊維、またはそれらの組合せを含む請求項１または２に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項５】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３または４に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項６】
前記織物用ガラス繊維が、約５〜１６マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３〜５に記載のダクトライナー。
【請求項７】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０ｃｍの平均繊維長を有する請求項３〜６に記載のダクトライナー。
【請求項８】
前記織物用ガラス繊維が、約２．５〜１２．５ｃｍの平均繊維長を有する請求項３〜７に記載のダクトライナー。
【請求項９】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１０〜３０重量％である請求項１〜８のダクトライナー。
【請求項１０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１２〜２５重量％である請求項１〜９のダクトライナー。
【請求項１１】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１５〜２０重量％である請求項１〜１０のダクトライナー。
【請求項１２】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維を含み、前記繊維成分および前記プラスチック含有結合繊維が、均一にブレンドされ、前記プラスチック含有結合繊維のプラスチックの一部により互いに結合されている請求項１〜１１のダクトライナー。
【請求項１３】
前記プラスチック含有結合繊維が、二成分ポリマー繊維を含む請求項１２に記載のダクトライナー。
【請求項１４】
前記プラスチック含有結合繊維が、一成分ポリマー繊維を含む請求項１２または１３に記載のダクトライナー。
【請求項１５】
前記プラスチック含有結合繊維が、プラスチック塗布鉱物繊維を含む請求項１２または１４に記載のダクトライナー。
【請求項１６】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、熱可塑性または熱硬化性粉末バインダーを含む請求項１〜１５に記載のダクトライナー。
【請求項１７】
前記ダクトライナーが、約１６〜５６ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項１〜１６に記載のダクトライナー。
【請求項１８】
前記ダクトライナーが、約２４〜４８ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項１〜１７に記載のダクトライナー。
【請求項１９】
前記ダクトライナーが、約５０〜３５０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項１〜１８に記載のダクトライナー。
【請求項２０】
前記ダクトライナーが、約６５〜３１０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項１〜１９に記載のダクトライナー。
【請求項２１】
前記ダクトライナーが、第１の側面と第２の側面を有するとともに、該両側面の少なくとも一方に結合した上張り層をさらに含む請求項１〜２０に記載のダクトライナー。
【請求項２２】
前記上張り層が、ランダムに配向した天然もしくは合成繊維の不織スクリムシートである請求項２１に記載のダクトライナー。
【請求項２３】
前記不織スクリムが、ガラス、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステルまたはレーヨンの繊維から作られる請求項２２に記載のダクトライナー。
【請求項２４】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、エポキシフォーム、アクリルまたはアスファルトからなる耐水性添加剤で処理されている請求項２１〜２３に記載のダクトライナー。
【請求項２５】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、抗微生物剤で処理されている請求項２１〜２４に記載のダクトライナー。
【請求項２６】
前記二成分ポリマー繊維が、
コア材料、および
シース材料
を含み、前記シース材料が、前記コア材料の融点温度よりも低い融点温度を有する請求項１３に記載のダクトライナー。
【請求項２７】
前記二成分ポリマー繊維が、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから作られる請求項２６に記載のダクトライナー。
【請求項２８】
前記シース材料と前記コア材料が、前記シースおよび前記コアについて異なる融点を有するように調製された熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーで作られる請求項２７に記載のダクトライナー。
【請求項２９】
前記コア材料が鉱物であり、シース材料が熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーである請求項２６に記載のダクトライナー。
【請求項３０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維と、少なくとも１種の実質的にホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーとの混合物である請求項１〜２９に記載のダクトライナー。
【請求項３１】
前記プラスチック含有結合繊維が、前記実質的に非液体のホルムアルデヒドフリーのバインダーの約２０〜１００重量％を構成する請求項３０に記載のダクトライナー。
【請求項３２】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーであって、
第１の側面および第２の側面を有する最終マットを備え、前記マットが、
繊維成分と、
前記繊維成分の少なくとも一部を互いに結合させる非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーと、
前記２つの側面の少なくとも一方に結合した上張り層を含み、前記ダクトライナーは、その体積にわたって実質的に均一な密度を有するダクトライナー。
【請求項３３】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーにおける実質的に唯一のバインダーである請求項３２に記載のダクトライナー。
【請求項３４】
前記繊維成分が、バージン織物用ガラス繊維を含む請求項３２または３３に記載のダクトライナー。
【請求項３５】
前記繊維成分が、バージン織物用ガラス繊維、バージンロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維、セルロース繊維、またはそれらの組合せを含む請求項３２〜３４に記載のダクトライナー。
【請求項３６】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３４〜３５に記載のダクトライナー。
【請求項３７】
前記織物用ガラス繊維が、約５〜１６マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３４〜３６に記載のダクトライナー。
【請求項３８】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０ｃｍの平均繊維長を有する請求項３４〜３７に記載のダクトライナー。
【請求項３９】
前記織物用ガラス繊維が、約２．５〜１２．５ｃｍの平均繊維長を有する請求項３４〜３８に記載のダクトライナー。
【請求項４０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１０〜３０重量％である請求項３２〜３９のダクトライナー。
【請求項４１】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１２〜２５重量％である請求項３２〜４０のダクトライナー。
【請求項４２】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１５〜２０重量％である請求項３２〜４１のダクトライナー。
【請求項４３】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維を含み、前記繊維成分および前記プラスチック含有結合繊維が、均一にブレンドされ、前記プラスチック含有結合繊維のプラスチックの一部により互いに結合されている請求項３２〜４２のダクトライナー。
【請求項４４】
前記プラスチック含有結合繊維が、二成分ポリマー繊維を含む請求項４３に記載のダクトライナー。
【請求項４５】
前記プラスチック含有結合繊維が、一成分ポリマー繊維を含む請求項４３に記載のダクトライナー。
【請求項４６】
前記プラスチック含有結合繊維が、プラスチック塗布鉱物繊維を含む請求項４３に記載のダクトライナー。
【請求項４７】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、熱可塑性または熱硬化性粉末バインダーを含む請求項３２に記載のダクトライナー。
【請求項４８】
前記ダクトライナーが、約１６〜５６  ５２．５ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項３２〜４７に記載のダクトライナー。
【請求項４９】
前記ダクトライナーが、約２４〜４８ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項３２〜４７に記載のダクトライナー。
【請求項５０】
前記ダクトライナーが、約５０〜３５０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項３２〜４９に記載のダクトライナー。
【請求項５１】
前記ダクトライナーが、約６５〜３１０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項３２〜５０に記載のダクトライナー。
【請求項５２】
前記上張り層が、ランダムに配向した天然もしくは合成繊維の不織スクリムシートである請求項３２〜５１に記載のダクトライナー。
【請求項５３】
前記不織スクリムが、ガラス、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステルまたはレーヨンの繊維から作られる請求項５２に記載のダクトライナー。
【請求項５４】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、エポキシフォーム、アクリルまたはアスファルトからなる耐水性添加剤で処理されている請求項３２〜５３に記載のダクトライナー。
【請求項５５】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、抗微生物剤で処理されている請求項３２〜５４に記載のダクトライナー。
【請求項５６】
前記二成分ポリマー繊維が、
コア材料、および
シース材料
を含み、前記シース材料が、前記コア材料の融点温度よりも低い融点温度を有する請求項４４に記載のダクトライナー。
【請求項５７】
前記二成分ポリマー繊維が、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから作られる請求項５６に記載のダクトライナー。
【請求項５８】
前記シース材料と前記コア材料が、前記シースおよび前記コアについて異なる融点を有するように調製された熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーで作られる請求項５７に記載のダクトライナー。
【請求項５９】
前記コア材料が鉱物であり、シース材料が熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーである請求項５６に記載のダクトライナー。
【請求項６０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維と、少なくとも１種の実質的にホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーとの混合物である請求項１〜２９に記載のダクトライナー。
【請求項６１】
前記プラスチック含有結合繊維が、前記実質的に非液体のホルムアルデヒドフリーのバインダーの約２０〜１００重量％を構成する請求項６０に記載のダクトライナー。
【請求項６２】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーを製造する方法であって、
バルクの繊維成分を開繊する工程、
前記ダクトライナーの前記開繊された繊維成分と、非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーとをブレンドして繊維ブレンドとする工程、
前記繊維ブレンドを、第１の側面と第２の側面を有するマットに成形する工程、
前記第１の側面および第２の側面の少なくとも一方に上張り層を適用する工程、
前記マットと前記上張り層とを加熱して実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーを形成する工程
を含む方法。
【請求項６３】
前記繊維成分の開繊工程が、前記開繊された繊維成分の供給速度をモニターするために、前記開繊された繊維を重量測定する工程をさらに含む請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記繊維ブレンドをマットに成形する工程が、
前記ブレンドされた繊維の流量が所望の速度にあることを確保するために、前記マットを連続的に重量測定する
ことをさらに含む請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記開繊工程の速度を制御するために、フィードバックループにおいて前記開繊された繊維の供給速度と、前記ブレンドされた繊維の流量とを比較する工程をさらに含む請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記加熱工程が、前記マットを約２００℃未満の温度で加熱することを含む請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記上張り層を前記マットの第１の側面および第２の側面の少なくとも一方に適用する前に、前記マット上にホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーを適用する工程をさらに含む請求項６２に記載の方法。
【請求項６８】
前記繊維成分が、織物用ガラス繊維を含む請求項６２に記載の方法。
【請求項６９】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記織物用ガラス繊維が、約５〜１６マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０ｃｍの平均繊維長を有する請求項６８に記載の方法。
【請求項７２】
前記織物用ガラス繊維が、約２．５〜１２．５ｃｍの平均繊維長を有する請求項６８に記載の方法。
【請求項７３】
前記繊維成分が、バージン織物用ガラス繊維、バージンロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維、セルロース繊維、またはそれらの組合せを含む請求項６２に記載の方法。
【請求項７４】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１０〜３０重量％である請求項６２に記載の方法。
【請求項７５】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１２〜２５重量％である請求項６２に記載の方法。
【請求項７６】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１５〜２０重量％である請求項６２に記載の方法。
【請求項７７】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維を含む請求項６２に記載の方法。
【請求項７８】
前記プラスチック含有結合繊維が、二成分ポリマー繊維を含む請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記プラスチック含有結合繊維が、一成分ポリマー繊維を含む請求項７７に記載の方法。
【請求項８０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、熱可塑性または熱硬化性粉末バインダーを含む請求項６２に記載の方法。
【請求項８１】
前記ダクトライナーが、約１６〜５６ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項６２に記載の方法。
【請求項８２】
前記ダクトライナーが、約２４〜４８ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項６２に記載の方法。
【請求項８３】
前記ダクトライナーが、約５０〜３５０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項６２に記載の方法。
【請求項８４】
前記ダクトライナーが、約６５〜３１０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項６２に記載の方法。
【請求項８５】
前記二成分ポリマー繊維が、
コア材料、および
シース材料
を含み、前記シース材料が、前記コア材料の融点温度よりも低い融点温度を有する請求項７８に記載の方法。
【請求項８６】
前記二成分ポリマー繊維が、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから作られる請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維と、少なくとも１種の粉末バインダーとの混合物である請求項８５に記載の方法。
【請求項８８】
前記プラスチック含有結合繊維が、前記実質的に非液体のホルムアルデヒドフリーのバインダーの約２０〜１００重量％を構成する請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記プラスチック含有結合繊維が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはその双方を含む請求項８７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の分野
本発明は、繊維絶縁に係り、より具体的には、無機または有機繊維を含む実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーに、好ましくはプラスチック含有結合繊維がバインダー材料であるところのホルムアルデヒドフリーのプラスチック含有結合繊維に関する。
【０００２】
発明の背景
ダクトおよび導管は、ビルの加熱、換気およびエアコンディショニング（ＨＶＡＣ）システムにおいて空気を運ぶために使用されている。多くの用途、特に商業的および工業的建造物において、ダクトは、フレキシブルな熱および音絶縁材料でライニングされている。ライニングは、ダクトの仕事の熱効率を増大させ、ダクトの中を通る空気の動きにまつわるノイズを減少させる。ダクトライナーは、いずれもの好適な有機または無機材料、例えばガラス繊維絶縁のような鉱物材料から構成することができる。典型的なガラス繊維ダクトライナーは、例えば、立方フィート当り（ｐｃｆ）約１．５〜３ポンドの密度と約０．５〜２インチの厚さを有するガラス繊維マットとして構成される。
【０００３】
空気の流れによる繊維の腐食を防止するために、絶縁は、その内側もしくは「空気流」表面にコーティングもしくは上張り層（facing layer）を含むことができる。絶縁の空気流表面は、ダクトを通じて空気を運ぶ表面であり、最終ダクトアセンブリ中のダクトシート金属と接触する表面とは反対側にある。そのようなダクトライナーの例は、米国特許第３８６１４２５号および第４１０１７００号に与えられている。幾つかの絶縁ダクトライナーが、タフガード（登録商標）という商品表示でＰＡ、バリー・フォージのサーテンティード社により、エーロフレックス（登録商標）およびエーロマット（登録商標）という商品表示でＯＨ、トレドのオーウェンス・コーニング・ファイバーグラス社により、パーマコート（登録商標）およびポリコースティク（登録商標）という商品表示でＣＯ、デンバーのジョンズ・マンビル社により市場にだされている。
【０００４】
塗布ダクトライナーに対する代替として、サーテンティード社およびナウフ・ファイバー・グラスＧｍｂＨのような製造者は、製品の空気流表面を規定する不織上張り材料の層で覆われたガラス繊維絶縁を有するダクトライナーを提供している。上張り材料は、空気ダクトを繊維腐食から保護する耐久性の表面を作り出している。
【０００５】
伝統的なダクトライナーでは、繊維を互いに結合するために、粉末フェノール樹脂バインダーが使用されている。フェノール−ホルムアルデヒドのようなこれらの樹脂バインダーは、一般に、ホルムアルデヒドを含有する。ホルムアルデヒド含有バインダーを用いた伝統的なガラス繊維ダクトライナーについて健康危険はないものの、高濃度のホルムアルデヒドは、皮膚刺激と皮膚敏感を生じさせ得る。このような関心事を考慮して、絶縁製品の製造者は、ダクトライナー等の伝統的な絶縁製品に対する代替を消費者に提供するために、ホルムアルデヒドフリーの製品を提供することを開始した。
【０００６】
これらの現存するホルムアルデヒドフリーの絶縁製品は、粉末フェノールバインダーの代わりに、ホルムアルデヒドフリーである水溶性アクリルバインダーを用いている。そのような用途に使用されているホルムアルデヒドフリーのバインダーのいくつかの例は、米国特許第５９３２６６５号および第６３３１３５０号に見いだすことができる。しかしながら、これらのアクリルバインダーは、水性形態で適用されるので、一般に、乾燥形態にあるバインダーと比較して製造プロセスでの使用がより困難である。従って、ダクトライナーの製造製および性能特性について妥協することなく乾燥ホルムアルデヒドフリーのバインダーを用いて製造されるホルムアルデヒドフリーのダクトライナーに対する要求が存在する。
【０００７】
発明の概要
本発明の１つの側面によると、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー、およびそのダクトライナーの製造方法が開示される。本発明の１つの態様によるダクトライナーは、バージンの織物用ガラス繊維であり得る少なくとも１種の繊維成分と、これにブレンドされた、繊維成分の少なくとも一部を結合して、その体積にわたって実質的に均一な密度を有するホルムアルデヒドフリーのダクトライナーを生成させる非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーを含む。
【０００８】
本発明の１つの態様において、非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーは、ダクトライナーに使用される実質的に唯一のバインダーである。
【０００９】
本発明の他の態様において、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの繊維成分は、織物用ガラス繊維、ロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維およびセルロース繊維のような有機繊維もしくは天然繊維等、またはそれらの組合せを含み得る。好ましくはこれらの繊維は、ホルムアルデヒド含有バインダーのようなホルムアルデヒド含有化学物質で事前に処理あるいは処置されていないバージンの繊維である。ホルムアルデヒドフリーのダクトライナー用の配合物にこれら繊維の１種またはそれ以上を採用することにより、ダクトライナーの最終特性を注文仕立てすることができる。
【００１０】
非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーは、プラスチック含有結合繊維、粉末バインダーまたはそれらの混合物であり得る。プラスチック含有結合繊維は、熱可塑性ポリマー繊維、加熱および／または硬化前の熱硬化性ポリマー繊維またはそれらの組合せであり得る。それらは、また、一成分、二成分またはそれらの組合せであり得る。一成分ポリマー繊維は、単一のポリマー材料の中実またはチューブ状繊維である。二成分ポリマー繊維は、シース材料がコア材料よりも低い融点を有するシース−コア構造のものであり得る。二成分ポリマー繊維は、他の構造であってもよい。例えば、二成分は、断面において、サイドバイサイドまたはセグメント化パイ（segmented pie）構造を有し得る。熱可塑性樹脂サイズ処理もしくは熱硬化性プラスチック塗布ガラス繊維のようなプラスチック塗布無機繊維も使用することができる。
【００１１】
プラスチック含有結合繊維を非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーとして用いる場合、繊維成分とプラスチック含有結合繊維は均一にブレンドし、プラスチック含有結合繊維のプラスチックの部分により互いに結合させる。
【００１２】
一般に、ダクトライナーの本体を構成する繊維マットの少なくとも一方の側面に上張り層を適用することができる。上張り層は、一般に、ダクトライナーの「空気流」表面に適用される。上張り層は、典型的には、不織スクリムである。
【００１３】
実質的にホルムアルデヒドフリーであることに加えて、プラスチック含有結合繊維は、一般に、ダクトライナーの繊維マット本体と上張り層との間に、プラスチック含有結合繊維の発根効果のために、より強い接着をもたらす。発根効果とは、上張り層に結合する繊維マットの表面近傍のプラスチック含有結合繊維が、繊維マットのバルク中に延出することをいう。これらの結合繊維は、繊維マット内の他の繊維（ガラス繊維、および他の結合繊維）にも結合されるので、土中の木の根と同様、上張り層を繊維マットにしっかりと結合させる。さらに、二成分ポリマー繊維を用いることにより、プラスチック含有結合繊維は、また、ダクトライナーに強化をもたらす。
【００１４】
粉末バインダーは、熱可塑性または熱硬化性樹脂のようないずれもの好適なホルムアルデヒドフリーの熱可塑性または熱硬化性粉末バインダーであり得る。粉末バインダーは、単独で、またはプラスチック含有結合繊維と組み合わせて用いることができ、ダクトライナーの繊維成分とブレンドされ得る。
【００１５】
これらのホルムアルデヒドフリーのバインダーの使用は、ダクトライナーの製造プロセスをドライのままで行わせることを可能とし、これは、ホルムアルデヒドフリーのバインダーとして液体のアクリルバインダーを用いるよりも簡単である。気化させる水がないので、本方法は、より少ないエネルギーを消費する。ダクトライナーおよび／または上張り層は、カビまたはバクテリアの成長に抗するために、抗微生物剤で処理することができる。
【００１６】
発明の詳細な説明
本発明の１つの側面によると、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーは、少なくとも１種の繊維成分を少なくとも１種の非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーとブレンドすることによって形成される。ホルムアルデヒドフリーのバインダーは、プラスチック含有結合繊維であるか、フェノール−ホルムアルデヒドタイプのバインダー以外の粉末バインダーであり得る。最終製品におけるプラスチック含有結合繊維もしくは他のバインダーまたはそれらの組合せは、最終製品の約１０〜３０重量％、好ましくは１２〜２５重量％、より好ましくは約１５〜２０重量％である。
【００１７】
図１は、第１の側面２１、第２の側面２２および第１の側面２１に結合した不織スクリム上張り層を有する最終の繊維マット２０を備える、例示的な実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー１０の断面図である。最終繊維マット２０は、したがってダクトライナー１０は、約１６〜５６ｋｇ／ｍ3、好ましくは約２４〜４８ｋｇ／ｍ3の密度を有する。ダクトライナーの坪量（gram weight）は、約５０〜３５０ｇｍ／ｍ2、好ましくは約６５〜３１０ｇｍ／ｍ2の範囲内にある。ダクトライナーの厚さは、約０．６〜２５．４ｃｍ、好ましくは約１．３〜２０．３ｃｍの範囲内にあり得る。
【００１８】
本発明の１つの態様において、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの繊維成分は、織物用ガラス繊維、ロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維およびセルロース繊維のような有機繊維もしくは天然繊維等、またはそれらの組合せを含み得る。ダクトライナー用の配合物にこれら繊維の１種またはそれ以上を採用することにより、ダクトライナーの最終特性を注文仕立てすることができる。
【００１９】
本発明の好ましい態様によると、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの繊維成分は、織物用ガラス繊維であり得る。本発明のダクトライナー製品に使用される織物用ガラス繊維は、１マイクロメートルを超え、２０マイクロメートルまでの、より好ましくは約５マイクロメートル〜約１６マイクロメートルまでの直径を有し得、それらは、約１〜２０ｃｍ、好ましくは約２．５〜１２．５ｃｍの平均長さを有する繊維セグメントに予め切断される。
【００２０】
本発明の他の態様において、実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの繊維成分は、ロータリーガラス繊維であり得る。ロータリーガラス繊維は、一般的に、回転する紡績機の側壁中の小さな開口を介して溶融ガラスもしくはポリマーを押出すために遠心力を用いる紡績機により作られる。ロータリー繊維は、一般に、織物用ガラス繊維よりも径が小さく、約２〜５μｍの範囲内にあり得る。ロータリー繊維は、約１２．７ｃｍ（５インチ）までの平均長を有する。織物用ガラス繊維とロータリー繊維は、最終マット２０を形成するために、組み合わせて用いることができる。
【００２１】
本発明の他の態様において、上述した織物用ガラス繊維とロータリー繊維は、ホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの繊維成分として組み合わせて用いることができる。本発明の他の態様において、木材繊維、麻繊維およびセルロース繊維等のような有機繊維もしくは天然繊維を用いることができる。これらの繊維は、ダクトライナーの繊維成分としていかなる組合せにおいても用いることができる。
【００２２】
本発明の実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーにおけるバインダーとして用いられるプラスチック含有結合繊維は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはそれらの双方を含み得る。プラスチック含有結合繊維は、二成分タイプのポリマー繊維、一成分タイプのポリマー繊維、熱可塑性プラスチック塗布ガラス繊維のようなプラスチック塗布鉱物繊維、またはそれらの組合せであり得る。二成分ポリマー繊維は、普通、その繊維断面構造により、サイドバイサイド、シース−コア、海島、およびセグメント化パイ断面タイプに分類される。本発明の好ましい態様においては、シース−コアタイプの二成分ポリマー繊維が使用される。
【００２３】
最終製品により高い強度を望む場合、同心タイプのシース−コア二成分ポリマー繊維を用いることができる。最終製品に嵩高さを望む場合、偏心タイプのシース−コア二成分ポリマー繊維を用いることができる。
【００２４】
二成分ポリマー繊維は、コア材料よりも低い融点を有するシース材料に覆われたコア材料を有する。コアおよびシース材料の両者は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、アクリル、フルオロカーボン、ポリウレタンもしくは他の熱可塑性のような熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーであり得る。コアおよびシース材料は、それぞれ、異なる熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーで作るか、または同じ熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーであるが、シース材料がコア材料よりも低い融点を有するように異なる配合物から作ることができる。典型的に、シース材料の融点は、摂氏約１１０°〜１８０°である。コア材料の竜点は、典型的に、摂氏約２６０°である。本発明のダクトライナーに使用される二成分ポリマー繊維は、約１０〜２０μｍ、好ましくは約１６μｍの平均繊維径を有し得る。二成分プラスチック含有結合繊維の平均長は、約０．６３〜１２．７ｃｍ、好ましくは約５．１〜１０．２ｃｍである。
【００２５】
本発明の他の態様において、非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーは、いずれもの好適な熱可塑性粉末バインダーまたは熱硬化性樹脂粉末バインダーであり得る。粉末バインダーは、単独で、またはプラスチック含有結合繊維と組み合わせて用いることができ、ダクトライナーの繊維成分とブレンドすることができる。熱可塑性粉末バインダーの一例は、バッカー−ヒーミーＧｍｂＨから入手できるビネックス（登録商標）ポリマー粉末バインダーである。プラスチック含有結合繊維との混合は、プラスチック含有結合繊維が二成分ポリマー繊維であるときに特に有益である。二成分ポリマー繊維のコア成分は繊維の形態のままにあってダクトライナーに強化を提供し、ダクトの製造中の現場での取り扱いのためにダクトライナーを非常に強固なものとするからである。二成分ポリマー繊維と粉末バインダーとの種々の割合の混合物を用いることにより、切断が容易になるようにダクトライナーの靭性を制御することができる。
【００２６】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーのこの例示的態様において、上張り層３０は、繊維マット２０の第１の側面に結合される。他の態様において、上張り層は、必要により、繊維マット２０の第１の側面２１と第２の側面２２の双方に結合させることができる。ダクトライナーの２つの側面のうちの少なくとも一方は、一般に、空気流表面と表示される上張り３０を有する。上張り層３０は、好ましくは、接着剤または溶融結合により結合されたランダムに配向されたガラスもしくは樹脂繊維で作られた結合された不織スクリムである。この用途のための不織スクリムのための好ましい材料には、ホルムアルデヒドフリーの樹脂質バインダー中のガラス繊維が含まれる。より好ましい材料には、ランダムなパターンに配向され、好ましくはマット２０中の繊維を結合するために使用されるバインダーと同じ組成であるが相容性樹脂でもあり得るホルムアルデヒドフリーのバインダーで結合されたサイズ処理されたガラス繊維を有する薄い、結合された不織ガラス繊維マットが含まれる。
【００２７】
一例の不織スクリム層は、ランダムに配向された無機繊維、好ましい態様ではランダムに配向されたガラス繊維を含む不織材料のシートから形成することができる。不織材料は、しばしばバインダーによりシートの形態に保持された、ポリオレフィン、ポリアミド（すなわち、ナイロン）、ポリエステルまたはレーヨンのようなランダムに配向された天然もしくは合成繊維またはガラスのシートである。不織材料に典型的に使用されるバインダーは、アクリル樹脂、ビニル−アクリル樹脂等のポリマー材料に基づく。本発明のホルムアルデヒドフリーのダクトライナーの製造に使用するためには、不織材料も、ホルムアルデヒドフリーのバインダーを用いて作らなければならない。例示的態様において、例えば不織層９１は、ライダル・インダストリアル・サーマル・ソリューションズ社からマンニグラス（登録商標）１９００またはマンニグラス１９０８として入手できるガラス繊維不織材料である。これらの不織材料は、ホルムアルデヒドフリーのバインダーを用いて作られている。一般に、より薄いスクリム材料が好ましい。それらは不織スクリム３０を繊維マット２０に結合させるバインダー材料のより良好な浸透を可能とするからである。
【００２８】
本発明のホルムアルデヒドフリーのダクトライナーは、当該分野で一般的に知られている空気気流加工（air laid processing）工程に従って製造される。しかしながら、使用する製造装置の個々の構成は、繊維成分のために使用する繊維の数および種類並びに使用するホルムアルデヒドフリーのバインダーの数および種類に依存して変わり得る。
【００２９】
一例として、本発明の１つの態様によりダクトライナーを製造する際に使用することのできる空気気流法を説明する。本発明のダクトライナーを製造する好ましい方法において、ＤＯＡ（ドクター・オットー・アングライトナーＧ．ｍ．ｂ．Ｈ＆Ｃｏ．  ＫＧ，Ａ−４６００ウエルズ、ダフィンガーシュトラッセ１０、オーストリア）から入手できる空気気流方式不織プロセス装置、すなわち図２〜５に示される装置１００を用いることができる。この例において、本発明のホルムアルデヒドフリーのダクトライナーは、織物用ガラス繊維をバインダーとしての二成分ポリマー繊維とブレンドすることにより形成される。図２に示すように、装置１００は、それぞれのタイプの繊維について１つであるベールオープナー２００および３００を備える。織物用ガラス繊維は、ベールオープナー２００により開繊され、二成分ポリマー繊維は、ベールオープナー３００により開繊される。
【００３０】
図３ａは、ベールオープナー２００の詳細図である。織物用ガラス繊維は、バルク形態でベール６０として提供される。ベール６０は、一般的に粗オープナー２１０と細オープナー２５０を備えるベールオープナーに供給される。ベール６０中の繊維は、開繊プロセスを促進するために、１〜２０ｃｍ、より好ましくは約２．５〜１２．５ｃｍの長さのセグメントに予め裁断または切断することができる。粗オープナー２１０により開繊した後、織物用ガラス繊維をオープナーのコンベヤスケール２３０により重量測定する。オープナーのコンベヤスケール２３０は、開繊された織物用ガラス繊維が運ばれる際、開繊された織物用繊維６２の供給量を連続的に秤量することにより当該プロセスに供給される開繊された織物用ガラス繊維の量をモニターする。次に、粗く開繊された織物用ガラス繊維を、細オープナーのピッカー２５５により微細に開繊する。開繊プロセスは、繊維を毛羽立て、ベール中の団塊繊維塊を解きほぐし、繊維同士の分離を促進させる。
【００３１】
図３ｂは、ベールオープナー３００の詳細図である。二成分ポリマー繊維は、バルク形態でベール７０として提供される。ベール７０は、ベールオープナー３００に供給される。ポリマー繊維は、まず、粗オープナー３１０により開繊され、オープナーのコンベヤスケール３３０により重量測定される。オープナーのコンベヤスケール３３０は、開繊されたポリマー繊維７２の供給量を連続的に秤量することにより当該プロセスに供給される開繊されたプラスチック含有結合繊維の量をモニターする。次に、粗く開繊されたポリマー繊維を、細オープナー３５０およびそのピッカー３５５により微細に開繊する。例示目的のために、細オープナー３５０は、複数のピッカー３５５を有するものとして示されている。ピッカーの実際の数および形態は、開繊された繊維の個々の繊維への分離の所望の程度に依存する。上述の部材を含むベールオープナー２００および３００は、例えば、ＤＯＡのベール・オープナー・モデル９２０／９２０ＴＳにより提供することができる。
【００３２】
図２には、ベールオープナー２００および３００からの開繊された繊維を装置１００の下流の処理ステーションに運ぶための空気式輸送システム４００が示されている。空気式輸送システム４００は、一次空気ブロワ４０５、開繊された繊維が中でブレンドされる第１の輸送導管４１０、二次空気ブロワ４２０、およびブレンドされた繊維を繊維コンデンサ５００まで運ぶための第２の輸送導管４３０を備える。
【００３３】
図３ｃは、それぞれの細オープナー２５０および３５０から第１の輸送導管４１０中に排出されている開繊された織物用ガラス繊維６４と、開繊された二成分ポリマー繊維７４を示している。一次空気ブロワ４０５により発生された第１の輸送導管４１０内の空気流は、矢印４４４で示されている。開繊された繊維６４と７４は、その空気流に入り、互いにブレンドされてブレンド繊維８０となる。織物用ガラス繊維と二成分ポリマー繊維との比は、オープナーのコンベヤスケール２３０および３３０からの重量情報を用いて、ベールオープナーにより開繊され排出される繊維の量を制御することにより、維持され、制御される。上に述べたように、コンベヤスケール２３０、３３０は、この目的のために、開繊された繊維の供給量を連続的に重量測定する。この例において、繊維は、約１５〜２０重量％のプラスチック含有結合繊維を含有する最終ダクトライナーを製造するための所定の比でブレンドされる。
【００３４】
この例示方法においては、１つの繊維成分について１つのオープナーを示しているが、それぞれの方法で用いられるバールオープナーの実際の数は、個々の要求に依存して変わり得る。例えば、各繊維成分につき、１またはそれ以上のベールオープナーを用いることができる。
【００３５】
ブレンドされた繊維８０は、空気式輸送システム４００中の空気流により、第２の輸送導管４３０を介して繊維コンデンサ５００に運ばれる。図４を参照すると、繊維コンデンサ５００は、ブレンドされた繊維８０を圧縮し、より密な繊維ブレンド８２とする。この圧縮プロセスは、ブレンドされた繊維の均一性（または均質性）を損なうことなく、ブレンドから空気を分離する。ついで、繊維ブレンド８２を、供給機５５０により、熱可塑性樹脂結合剤を用いたかかまたは熱硬化性樹脂結合剤を用いたかに依存してなお結合または硬化させなければならないマット８３の連続シートに成形する。この時点で、マット８３は、任意に、マット８３中の繊維の開繊度を調節するために、シーブドラムを通して処理することができる。ついで、マット８３を他のコンベヤスケール７００二運び、その間、繊維コンデンサ５００およびシート形成機を通るブレンドされた繊維の流量が所望の流量にあることを確保するために、マット８３を連続的に重量測定する。コンベヤスケール７００は、ベールオープナーの第１の組のコンベヤスケール２３０と３３０と連通している。このフィードバックループ設定を通して、コンベヤスケール２３０および３３０で測定された開繊繊維の重量が、コンベヤスケール７００で測定されたマット８３の重量と比較され、当該プロセスにフロントエンドで供給されている開繊繊維の量が、マットが供給機５５０で形成されているその速度とマッチしているかどうかを決定する。かくして、フィードバックループ設定は、開繊繊維の流量と、供給機５５０を通るブレンドされた繊維の流量とを効果的に比較し、ベールオープナーの速度と、ベールがオープナーに供給されている速度を調節する。このことは、ベールオープナーが下流加工処理の要求に適合するように適切な速度で操作されることを確保するものである。このフィードバック設定は、マット８３の坪量を決定する主要な変数である、開繊繊維の供給速度とコンベヤスケール７００のライン速度を制御し、調節する。空気気流方式不織プロセス装置１００は、上記フィードバック機能を含む該装置の操作を管理するコンピュータのような適切な制御システム（図示せず）を備えることができる。
【００３６】
プラスチック含有結合繊維ではなくホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーを用いる本発明の態様において、粉末バインダー９０をマット８３に適用するために、粉末バインダー供給機８００を設けることができる。粉末バインダー供給機８００は、マットがコンベヤスケール７００を出る際にマット８３上に均一に粉末バインダー９０を得起用するように配置される。
【００３７】
マット８３を硬化または過熱する前に、繊維の開繊度をさらに調節し、粉末バインダー（使用する場合）とブレンドするために、第２のシーブドラムシート形成機８５０が用いられる。ついで、コンベヤ７５０がマット８３を硬化または加熱オーブン９００に運ぶ（図２）。例えば、コンデンサ５００、供給機５５０、シーブドラムシート形成機６００、コンベヤスケール７００、粉末バインダー供給機８００および第２のシーブドラムシート形成機８５０は、ＤＯＡのエーロダイナミック・シート・フォーミング・マシーンモデル番号１０４８を用いることにより提供することができる。
【００３８】
本発明の１つの態様において、ガラス繊維の不織上張り層９１は、ロール１９１から分配することができ、マット８３が硬化または加熱オーブン９００に入る前に、マット８３の２つの主側面の少なくとも一方に適用される。不織上張り層９１は、ダクトライナーの空気流表面であることが意図されたマット８３の主側面に適用される。図２に示す例示方法において、不織上張り層９１は、マットが硬化または加熱オーブンイ入る際にマット８３の頂側面である主側面に適用されるが、作製プロセスの組み立てにおける個々の要求および好みに依存して、不織上張り層９１は、マット８３の底側面に適用することができる。本発明の他の態様において、不織上張り層は、マット８３の両側面に適用することができる。
【００３９】
不織層９１を適用した後、マット８３を硬化もしくは加熱オーブン９００に供給して、プラスチック含有結合繊維を硬化または加熱する。このプロセス工程が硬化工程であるか、または加熱工程であるかは、用いた結合剤、すなわちプラスチック含有結合繊維が熱可塑性タイプのポリマーであるか、熱硬化性タイプのポリマーであるかに依存する。硬化または加熱オーブン９００は、ベルト炉タイプである。硬化または加熱温度は、一般的に、繊維材料の硬化または溶融温度よりも高い温度に設定される。この例では、硬化または加熱オーブン９００は、二成分ポリマー繊維のシース材料の融点よりも高いが、二成分ポリマー繊維のコア材料の融点よりも低い温度に設定される。この例では、用いる二成分ポリマー繊維は、ノース・カロライナ、ソールズベリーのコサから入手できるセルボンドタイプ２５４であり、そのシースは１１０℃の融点を有する。そして、硬化または加熱オーブン温度は、好ましくは、シース材料の融点よりも幾分高く、約１４５℃に設定される。シース成分は、溶融し、織物用ガラス繊維と二成分ポリマー繊維の残りのコアとを互いに結合し、体積にわたって実質的に均一な密度を有する最終マット８８とする。プラスチック含有結合繊維は、不織総９１をマットに結合させるために十分な量でマット８３中に存在する。最終マット８８中の二成分ポリマー繊維のコア成分は、得られるダクトライナーに強化を与える。
【００４０】
本発明の他の態様において、硬化または加熱オーブン９００は、二成分ポリマー繊維のコア成分のほぼ融点または融点よりも高く設定することができる。これは、二成分繊維を完全にあるいはほぼ完全に溶融させ、強化繊維を設ける必要なく一般にバインダーとして作用させる。溶融プラスチック繊維の高い流動性故に、ガラス繊維マットは、より良好に被覆され、結合される。かくして、より少ないプラスチック含有結合繊維を用いることができる。
【００４１】
本発明の他の態様において、二成分ポリマー繊維ではなくて、一成分ポリマー繊維をバイダートして用いることができる。この目的で使用する一成分ポリマー繊維は、二成分ポリマー繊維と同じ熱可塑性ポリマーから作ることができる。種々の一成分ポリマー繊維の融点は異なり、所望の硬化または加熱温度要求に適合するように個々の一成分ポリマー繊維を選ぶことができる。一般に、一成分ポリマー繊維は、硬化または加熱プロセス中に完全にあるいはほぼ完全に溶融し、織物用ガラス繊維を結合する。
【００４２】
本発明の他の態様において、プラスチック含有結合繊維ではなくて、粉末バインダーを用いることができる。硬化または加熱オーブン９００は、粉末バインダーを硬化させるために適切な温度に設定される。粉末バインダーとプラスチック含有結合繊維を組み合わせて使用する態様において、好ましくは、粉末バインダーは、硬化または加熱オーブン９００中に１回の通過で繊維マットを硬化させるか最終マットに形成するために、プラスチック含有結合繊維の融点とマッチする硬化または溶融温度を有するように選択される。
【００４３】
硬化または加熱工程後、一連の仕上げ操作により最終マット８８をダクトライナーに変換する。硬化または加熱オーブン９００を出る最終マット８８を、冷却セクション（図示せず）中で冷却した後、マットの端縁を切断して、所望の幅のマットを形成する。次いで、その端縁および不織スクリムを、ダクトライナーを耐水浸透性にする耐水性エポキシフォームで塗布する。ついで、塗布したマットを乾燥し、冷却し、所望の長さに作り、派ケージする。ダクトライナーおよび／または上張り層は、カビまたはバクテリアの成長に抗するために、抗微生物剤でさらに処理することができる。
【００４４】
図５は、例示プロセスのフローチャートダイアグラムである。
【００４５】
工程１０００において、ダクトライナーの少なくとも１種の繊維成分のベールを開繊する。バインダーとしてプラスチック含有結合繊維を用いた場合には、その結合繊維もこの工程で開繊される。
【００４６】
工程１０１０において、プロセスに供給される各繊維の量を制御し、適切な比率の繊維がブレンドされることを確保するように、開繊された繊維を、１またはそれ以上のコンベヤスケールにより、連続的に重量測定する。
【００４７】
工程１０２０において、開繊された繊維をブレンドし、開繊された繊維を導管を介して空気流中でブレンドし輸送する空気輸送システムにより繊維コンデンサに運ぶ。
【００４８】
工程１０３０において、開繊された繊維を圧縮してよりコンパクトな繊維ブレンドとし、フィーダーにより連続的に供給するマットのシートに成形する。
【００４９】
任意工程１０４０において、マット中の繊維ブレンドの開繊度を調節するために、シーブドラムシート成形機を用いることができる。
【００５０】
工程１０５０において、繊維コンデンサおよびシート成形機を通るブレンドされた繊維の流量が所望の速度にあることを確保するために、マットを、コンベヤスケールにより連続的に重量測定する。このコンベヤスケールからの情報は、ベールオープナーの操作を制御するために、ベールオープナーに付随するコンベヤスケールの第１の組にフィードバックされる。コンベヤスケールは、適切な供給および需要関係が、ベールオープナーと繊維コンデンサおよびシート成形機との間で維持されることを確保する。
【００５１】
任意の工程１０５５において、粉末バインダーを、連続的に供給されるマットがコンベヤスケールを出る際に、マットに適用することができる。
【００５２】
工程１０６０において、第２のシーブドラムシートフォーマーが、粉末バインダー（用いた場合）をマットの繊維マトリックス中に混入させ、繊維の開繊度を所望のレベルに調節する。
【００５３】
工程１０７０において、硬化および／または加熱工程の前に、不織スクリム上張りを、マットの少なくとも一方の側面に適用することができる。
【００５４】
工程１０８０において、マットを、ベルト炉タイプの硬化もしくは加熱オーブン中で硬化および／または加熱することにより、最終マットに変換する。硬化もしくは加熱オーブンは、使用する個々のホルムアルデヒドフリーのバインダーの硬化もしくは熱硬化温度よりも高い温度に設定される。
【００５５】
工程１０９０において、最終マットを冷却する。
【００５６】
工程１０９２において、最終マットと不織スクリム上張りの端縁を、最終ダクトライナーに耐水性表面を提供するためにエポキシフォームで塗布し、冷却する。
【００５７】
工程１０９４において、塗布された最終マットを所望のサイズに切断し、貯蔵もしくは輸送のためにパッケージする。この工程で、ダクトライナーおよび／または上張り層は、カビもしくはバクテリアの成長に抗するために、抗微生物剤で処理することができる。
【００５８】
本発明の他の態様によると、不織ガラスシートの強化層を、追加の機械的支持を提供するために、本発明のダクトライナーのためのベース層として用いることができる。この不織シートは、マット８３の底部でマット８３に適用し、互いに加熱もしくは硬化させることができる。後の硬化もしくは加熱工程における高められた温度でのプラスチック含有結合繊維の結合作用は、不織シートをマット８３に結合させる。
【００５９】
最終製品におけるプラスチック含有結合繊維もしくは他のバインダーまたはそれらの組合せは、約１０〜３０重量％、好ましくは１２〜２５重量％、より好ましくは約１５〜２０重量％であり得る。
【００６０】
ホルムアルデヒドフリーのバインダーとしてのプラスチック含有結合繊維の使用は、ダクトライナーの製造プロセスをドライのままで行わせることを可能とし、これは、ホルムアルデヒドフリーのバインダーとして液体のアクリルバインダーを用いるよりも簡単である。また、プラスチック含有結合繊維の硬化もしくは溶融温度は通常のフェノール樹脂バインダーよりも低いので、ホルムアルデヒドフリーのガラス繊維ダクトライナーに関する製造プロセスはより少ないエネルギーを消費する。例えば、上述の製造プロセスに使用される硬化もしくは加熱オーブンは、フェノール樹脂バインダーに典型的に要求される約２０５℃以上というよりも、約２００℃未満、好ましくは約１４５℃未満に設定される。また、製造プロセス中にバインダー材料から放出されるホルムアルデヒドが存在しないので、硬化もしくは加熱オーブン排気ガスからホルムアルデヒドを除去するための特別な空気処理装置は必要でない。これらの利点は、より低い製造コストおよびより少ない大気汚染をもたらす。
【００６１】
また、プラスチック含有結合繊維の使用は、プラスチック含有結合繊維がガラス繊維マット不織上張り材料との間のより強固な接着を提供するので、ダクトライナーの耐久性を改善する。さらに、硬化したとき硬くて脆い熱硬化性のフェノール樹脂とは異なり、プラスチック含有結合繊維は、熱可塑性ポリマーであり、より柔軟であり、取り扱い中にクラックが発生したり、ダストが発生したりする傾向がより少ない。すなわち、ダクトライナーの製造中、並びにダクトライナーを金属ダクトに適用する仕事場において、より少ないダストが発生する。
【００６２】
上述の方法により製造された基礎のダクトライナーマットの色は、一般に、白である。この色は、染料または有色顔料のような適切な着色剤を添加することにより容易に注文仕立てとすることができる。
【００６３】
例
以下の非限定的な例は、本発明をさらに説明するものである。本発明の１つの態様に従って作られた１．５ｐｃｆの密度を有するホルムアルデヒドフリーのガラス繊維ダクトライナーの１インチ厚の試料が作られた。
【００６４】
本発明を上述の態様に関して説明したが、本発明の精神から逸脱することなく種々の変更および変形を行うことができる。従って、そのような変更および変形の全ては、添付の請求の範囲内にあるものとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の１つの側面によるダクトライナーの例示態様の断面図。
【図２】本発明のダクトライナーを形成するための装置の概略図。
【図３ａ】図２の装置のベールオープナーの詳細概略図。
【図３ｂ】図２の装置のベールオープナーの詳細概略図。
【図３ｃ】図２の装置のベールオープナーの詳細概略図。
【図４】図２の装置の他の部位の詳細概略図。
【図５】図１の例示ダクトライナーを形成するための方法のフローチャートダイアグラム。
【図１】
2007523270.tif 000003
【図２】
2007523270.tif 000004
【図３ａ】
2007523270.tif 000005
【図３ｂ】
2007523270.tif 000006
【図３ｃ】
2007523270.tif 000007
【図４】
2007523270.tif 000008
【図５】
2007523270.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月10日(2006.2.10)
【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】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー（１０）であって、
繊維成分（６０、６２）、および
前記繊維成分（６０、６２）の少なくとも一部を互いに結合する非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダー（７０、７２）を含み、該ダクトライナー（１０）は、その体積に渡って実質的に均一な密度を有し、前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維を含み、前記繊維成分および前記プラスチック含有結合繊維が、均一にブレンドされ、前記プラスチック含有結合繊維のプラスチックの一部により互いに結合されおり、前記プラスチック含有結合繊維が、プラスチック塗布鉱物繊維を含むダクトライナー。
【請求項２】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダー（７０、７２）が、前記ダクトライナー（１０）における実質的に唯一のバインダーである請求項１に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項３】
前記繊維成分（６０、６２）が、バージン織物用ガラス繊維を含む請求項１に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項４】
前記繊維成分（６０、６２）が、バージン織物用ガラス繊維、バージンロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維、セルロース繊維、またはそれらの組合せを含む請求項１または２に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項５】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３または４に記載のダクトライナー（１０）。
【請求項６】
前記織物用ガラス繊維が、約５〜１６マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３〜５に記載のダクトライナー。
【請求項７】
前記織物用ガラス繊維が、約１〜２０ｃｍの平均繊維長を有する請求項３〜６に記載のダクトライナー。
【請求項８】
前記織物用ガラス繊維が、約２．５〜１２．５ｃｍの平均繊維長を有する請求項３〜７に記載のダクトライナー。
【請求項９】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１０〜３０重量％である請求項１〜８のダクトライナー。
【請求項１０】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１２〜２５重量％である請求項１〜９のダクトライナー。
【請求項１１】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１５〜２０重量％である請求項１〜１０のダクトライナー。
【請求項１２】
前記プラスチック含有結合繊維が、二成分ポリマー繊維を含む請求項１２に記載のダクトライナー。
【請求項１３】
前記プラスチック含有結合繊維が、一成分ポリマー繊維を含む請求項１または１２に記載のダクトライナー。
【請求項１４】
前記プラスチック含有結合繊維が、プラスチック塗布鉱物繊維を含む請求項１または１３に記載のダクトライナー。
【請求項１５】
前記ダクトライナーが、約１６〜５６ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項１または１４に記載のダクトライナー。
【請求項１６】
前記ダクトライナーが、約２４〜４８ｋｇ／ｍ3の密度を有する請求項１または１５に記載のダクトライナー。
【請求項１７】
前記ダクトライナーが、約５０〜３５０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項１または１６に記載のダクトライナー。
【請求項１８】
前記ダクトライナーが、約６５〜３１０ｇｍ／ｍ2の坪量を有する請求項１または１７に記載のダクトライナー。
【請求項１９】
前記ダクトライナーが、第１の側面と第２の側面を有するとともに、該両側面の少なくとも一方に結合した上張り層をさらに含む請求項１〜１８に記載のダクトライナー。
【請求項２０】
前記上張り層が、ランダムに配向した天然もしくは合成繊維の不織スクリムシートである請求項１９に記載のダクトライナー。
【請求項２１】
前記不織スクリムが、ガラス、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステルまたはレーヨンの繊維から作られる請求項２０に記載のダクトライナー。
【請求項２２】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、エポキシフォーム、アクリルまたはアスファルトからなる耐水性添加剤で処理されている請求項１９〜２１に記載のダクトライナー。
【請求項２３】
前記ダクトライナーおよび前記上張り層の少なくとも一方が、抗微生物剤で処理されている請求項１９〜２２に記載のダクトライナー。
【請求項２４】
前記二成分ポリマー繊維が、
コア材料、および
シース材料
を含み、前記シース材料が、前記コア材料の融点温度よりも低い融点温度を有する請求項２３に記載のダクトライナー。
【請求項２５】
前記二成分ポリマー繊維が、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから作られる請求項２４に記載のダクトライナー。
【請求項２６】
前記シース材料と前記コア材料が、前記シースおよび前記コアについて異なる融点を有するように調製された熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーで作られる請求項２５に記載のダクトライナー。
【請求項２７】
前記コア材料が鉱物であり、シース材料が熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーである請求項２４に記載のダクトライナー。
【請求項２８】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維と、少なくとも１種の実質的にホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーとの混合物である請求項１〜２７に記載のダクトライナー。
【請求項２９】
前記プラスチック含有結合繊維が、前記実質的に非液体のホルムアルデヒドフリーのバインダーの約２０〜１００重量％を構成する請求項２８に記載のダクトライナー。
【請求項３０】
前記ダクトライナーが、第１の側面および第２の側面を有し、これら両側面の少なくとも一方に結合した上張り層を含む最終マットである請求項１〜１９のいずれか１項に記載の実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナー。
【請求項３１】
実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーを製造する方法であって、
バルクの繊維成分を開繊する工程、
前記ダクトライナーの前記開繊された繊維成分と、非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーとをブレンドして繊維ブレンドとする工程、
前記繊維ブレンドを、第１の側面と第２の側面を有するマットに成形する工程、
前記第１の側面および第２の側面の少なくとも一方に上張り層を適用する工程、
前記マットと前記上張り層とを加熱して実質的にホルムアルデヒドフリーのダクトライナーを形成する工程
を含む方法。
【請求項３２】
前記繊維成分の開繊工程が、前記開繊された繊維成分の供給速度をモニターするために、前記開繊された繊維を重量測定する工程をさらに含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記繊維ブレンドをマットに成形する工程が、
前記ブレンドされた繊維の流量が所望の速度にあることを確保するために、前記マットを連続的に重量測定する
ことをさらに含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記開繊工程の速度を制御するために、フィードバックループにおいて前記開繊された繊維の供給速度と、前記ブレンドされた繊維の流量とを比較する工程をさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記加熱工程が、前記マットを約２００℃未満の温度で加熱することを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記上張り層を前記マットの第１の側面および第２の側面の少なくとも一方に適用する前に、前記マット上にホルムアルデヒドフリーの粉末バインダーを適用する工程をさらに含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記繊維成分が、織物用ガラス繊維を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記織物用ガラス繊維が、約５〜１６マイクロメートルの平均繊維径を有する請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記織物用ガラス繊維が、約２．５〜１２．５ｃｍの平均繊維長を有する請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記繊維成分が、バージン織物用ガラス繊維、バージンロータリーガラス繊維、木材繊維、麻繊維、セルロース繊維、またはそれらの組合せを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１０〜３０重量％である請求項３１に記載の方法。
【請求項４２】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、前記ダクトライナーの約１５〜２０重量％である請求項３１に記載の方法。
【請求項４３】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項４４】
前記プラスチック含有結合繊維が、二成分ポリマー繊維を含むか、または前記プラスチック含有結合繊維が、一成分ポリマー繊維を含む請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、熱可塑性または熱硬化性粉末バインダーを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項４６】
前記二成分ポリマー繊維が、
コア材料、および
シース材料
を含み、前記シース材料が、前記コア材料の融点温度よりも低い融点温度を有する請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記二成分ポリマー繊維が、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから作られる請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記非液体の実質的にホルムアルデヒドフリーのバインダーが、プラスチック含有結合繊維と、少なくとも１種の粉末バインダーとの混合物である請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記プラスチック含有結合繊維が、前記実質的に非液体のホルムアルデヒドフリーのバインダーの約２０〜１００重量％を構成する請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記プラスチック含有結合繊維が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはその双方を含む請求項４８に記載の方法。
【国際調査報告】
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