(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化可能な結合剤を含む鉱滓綿製の断熱要素を製造する装置であって、断熱材が硬化に先立ってその上に置かれ、トンネル炉を通って該断熱材が搬送されるコンベアを備える前記装置において、
トンネル炉内に成形装置が設けられ、前記成形装置は、トンネル炉内で断熱材が搬送される隙間の断面積を低減し、通過時に断熱材を圧縮する間に、恒久的な模様および／または変形を断熱材に形成するように構成されており、硬化中に断熱材に矩形以外の横断面形状を与える装置。
【請求項２】
成形装置が硬化炉内のコンベアユニットに組み込まれていて、前記コンベアユニットは、１つまたは複数の模様および／または１つまたは複数の変形を形成する少なくとも１つの成形要素（４；５、６；１１）を備えており、この形成プロセスにおいて、前記成形要素の成形面（１２）との圧力接触の結果、成形される前記断熱材が、前記トンネル炉内に入ってくる前記断熱材の矩形断面とは異なる断面形状となることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
硬化炉内の成形装置が、コンベアユニットの向かい側に第１の成形要素を少なくとも１つと、コンベアユニットの搬送面において第１の成形要素の向かい側に第２の成形要素を少なくとも１つと、および／またはコンベアユニットの脇に第３および／または第４の成形要素とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第１の成形要素が、コンベアユニットとともに断熱材（２）を圧縮するかまたはその上側で搬送するフライトベルトの形態の圧縮・案内ユニット（４）により形成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
第１の成形要素および／または第２の成形要素が、コンベアユニット（３）に対して、または、コンベアユニットとともに前記断熱材を圧縮するかまたは上側で搬送する圧縮・案内ユニット（４）に対して取り付け可能な要素（５、６、１１）として設計されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
取り付け可能な要素（５、６、１１）とコンベアユニットが、格子の形状を有するか通気路を備える金属部品として設計されており、前記部品が耐熱材料から作成され、分節化された設計であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
コンベアユニットおよび／または圧縮・案内ユニット（４）に接続するための取り付け可能な要素（５、６、１１）が、ラッチクロージャ、スナップクロージャ、ねじ込みクロージャ、またはバイオネット止めのいずれか１つである簡易着脱式クロージャ（１３）を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第１の成形要素および／または第２の成形要素が、コンベアユニット（３）の搬送面（１５）に対して、その成形面（１２）が長手方向の搬送軸を中心として傾斜するように配置されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項９】
成形装置の成形要素が、連続する多数の分節を備える一種の無限ループとして設計されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
成形要素が、成形面（１２）の幅に渡って異なる圧縮度が得られるように設計されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
成形要素が、傾斜した平面、溝および／または突起部がある面である任意の輪郭を持つ成形面（１２）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
硬化可能な結合剤を含む鉱滓綿製の断熱要素を製造する方法であって、断熱材は硬化に先立ってコンベア上に置かれ、硬化のためにトンネル炉を通って搬送される、前記方法において、
トンネル炉の通過中に断熱材が硬化する間に、恒久的な模様および／または変形が断熱ブランケットに形成されるように断熱材の部分が、制御された圧縮を受け、硬化中に断熱材に矩形以外の横断面形状を与える方法。
【請求項１３】
断面が、相互に傾斜した主面、三角形または台形であり、また、凹部、突起部、溝または模様を有する形状をとることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
断熱要素の断面形状が、１つの表面において２つの平行した凹部（７および８）を示すことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
断熱材が成形されている間に、断熱材が形状の種類に応じて異なる程度に圧縮され、その結果、断熱要素内の見掛け密度が異なるようになることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
矩形以外の横断面形状を有する、断面全体に渡って高さが異なる鉱滓綿製の断熱要素において、
見掛け密度が異なる領域（９、１０）を有することを特徴とする断熱要素。
【請求項１７】
厚い領域においてよりも薄い領域において見掛け密度が高いことを特徴とする請求項１６に記載の断熱要素。
【請求項１８】
断熱要素の断面形状が、１つの表面において、厚い領域におけるよりも見掛け密度が高い薄い領域に２つの平行な凹部（７および８）を示すことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の断熱要素。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の装置、請求項１２の前文に記載の方法、および請求項１６の前文に記載の断熱要素に関する。
【０００２】
硬化時に鉱物繊維を互いに結合させる結合剤が施されたロックウールやグラスウールなどの鉱滓綿製の断熱要素が長い間知られている。この種の断熱要素は実際に評価を得ており、多くの用途で用いられている。これらの断熱要素は特に優れた断熱特性を備え、安価であり、容易に処理することができる。
【０００３】
この種の断熱要素は、屋根の傾斜角度が低い平屋根などに用いられる。屋根外板に用いられる高分子材料または瀝青質から成る屋根シートなどの屋根被覆は、この種の平屋根の場合、断熱材の上に直接貼り付ける必要があるため、傾斜した屋根から雨水が効果的に流れ落ちるように断熱パネルが傾斜していなければならない。
【０００４】
この目的を達するために、通常は矩形の断面を有する断熱パネルを従来技術により所望の形状に切断またはフライス加工して、傾斜を有する適切な楔形が製造されている。バッチサイズによっては、この種の製造が割高になることがある。切断とフライス加工の屑が原因の材料損失は、通常は屑を再生材として利用することで抑えることができるが、この種の処理から出される塵は原則として分離して処分しなければならない。このために追加の技術的施設と余分な時間が必要になり、製品の価格が高くなる。一般に、下流の機械加工（切断、研削、フライス加工、板曲げなど）により鉱滓綿の予備成形品を製造するため、それぞれの製品に充てられる追加費用が発生する。
【０００５】
硬化炉の上流にエンボス加工または成形加工ユニットを備えることで、未硬化の断熱ブランケットに凹部を設ける方法は、従来技術（ＤＥ  ４３  １９  ３４０  Ｃ１）からも知られている。この成形加工ユニットは、所望の凹部形状を有するドーム状分節を備える圧力ベルトを相対して配置することで形成される。このように、所望の凹部が、湿った状態の断熱ブランケットに設けられる。次に、硬化プロセスに続いてこの凹部に鉱物本体が充填されて、断熱ブランケットまたは断熱パネルにおけるスクリューアンカーの位置を示すマークが生成される。米国特許第４  ６０８  １０８号に、硬化炉の上流に位置決めされた成形ロールを用いて、湿った状態の断熱ブランケットに装飾的な浮出し表面を作成する方法が記載されている。このように表面領域に直に形成されたこの装飾的な浮出しパターンは、硬化後にも保持される。前述の両方の場合に、適切なエンボス加工ユニットまたは成形ユニットを硬化炉の上流に設置する必要があり、湿った状態の未硬化材料に浮き彫りパターンが形成される。しかし、鉱滓綿ブランケットには本来弾力性があり、トンネル炉に入る前に形成された浮き彫りパターンが少なくともある程度再び失われるため、第２の仕上げ処理が必要である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、機械加工その他の第２の仕上げプロセスを用いることなく断熱要素を低コストで「オンラインで」容易に形作ることができる、鉱滓綿製の断熱要素を製造する方法と装置を提供することである。
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する装置と請求項１２の特徴を有する方法により達成される。本発明の別の内容は、請求項１７の特徴を有する鉱滓綿製の断熱要素である。本発明の有用な成果が従属請求項の主題を形成する。
【０００８】
本発明によれば、硬化炉内で断熱材を搬送するための隙間の断面積を低減し、通過時に断熱材または断熱ブランケットを圧縮しつつ、恒久的な模様および／または変形を断熱材に形成するように断熱材に作用する成形装置が硬化炉の内部に設けられる。断熱材の模様および／または変形が硬化炉の内部で形成されるため、望みどおりの模様および／または変形を非常に容易に形成することができる。すなわち、成形装置の断面形状に完全に従って、原則的にエンボス加工と同じ方法で形成することができる。これは、断熱材は、圧力成形されると同時に硬化されるからである。すなわち、模様または変形が形成されると、その形状が即時硬化プロセスにより「凍結」される。その結果、一般に費用と時間がかかる第２の仕上げ処理が不用になる。本発明によれば、硬化炉内で適切な成形ベルト、成形ロール、またはその他の圧縮部材を用いる。これらの各部材は、対応する模様または変形を形成すべき場所に位置決めされる。完全には硬化されていない領域に模様が形成されるため、圧縮の結果、加工される断熱ブランケット内にある程度の材料移動が生じる。これは、行われた圧縮にもかかわらず、断熱材の断面全体に渡る密度の均一化の助けになる。本発明は、断熱体の製造プロセスに成形プロセスを組み込むという考え、より具体的には、断熱材を硬化する段階において製造プロセスに成形プロセスを組み込むという考えに基づいている。この段階においては、未硬化鉱滓綿の元の形状である矩形とは異なる特定の断面形状（楔形、溝付きの矩形、面取り形状など）を容易に断熱材に形成することができる。
【０００９】
本発明によれば、ロックウールやグラスウールなどの鉱滓綿を有する断熱材を、硬化炉の内部で成形装置により、従来の標準的な矩形とは全く異なる形状に成形することができる。この目的を達成するために必要なのは、成形要素の成形面と成形される断熱材とを接触させることにより、特に圧力接触させることにより所望の断面形状をもたらす相応の成形要素を断熱要素製造装置に設けることだけである。
【００１０】
この種の断熱要素を鉱滓綿から製造し、対応するプロセスを実行するために、従来から知られている装置を容易に変更または改装することができる。基本的に、これを実現するには二つの異なったやり方があり、既存の構成部品を適切に配置し直すか、または構成部品を追加するか、である。
【００１１】
一般に、断熱要素を鉱滓綿から製造する装置は、硬化可能な結合剤を含む鉱物繊維をコンベア上に置き、次に硬化炉（この場合はトンネル炉）の中に搬送するように、組み立てられる。トンネル炉においては、一般に圧縮・案内ユニットがコンベアの向かい側に配置されており、硬化される断熱材がコンベアユニットと圧縮・案内ユニットとの間を移動するようになっている。この段階において、断熱材をさらに圧縮してもよいし、２つのユニット間で断熱材を案内するだけでもよい。無限ループとして設計されるコンベアユニット兼圧縮・案内ユニットを、搬送面に対して様々な傾斜を有するように、すなわち長手方向の搬送軸を中心に回転して配置できるように設計することで、このようなユニットを本発明により容易に変更することができる。これにより、コンベアユニットの主面と圧縮・案内ユニットの主面との間に角度ができるため、コンベアユニットと圧縮・案内ユニットとの間の隙間または空間の形状が楔形や三角形などになり得る。
【００１２】
例えばコンベアユニットの平面および／またはコンベアユニットの向かい側および／またはコンベアユニットの脇の片側または両側に、追加の成形要素を配置することもできる。これにより、断熱要素のすべての側面を成形することが可能になる。
【００１３】
この変形形態の場合、特にトンネル炉においてコンベアユニットおよび／または圧縮・案内ユニットに取り付けることができる、例えばストリップの形の取り付け可能な要素として、適切な成形要素を設計すれば特に好都合である。この装置を迅速かつ効率的に変更できるようにするには、取り付け可能な要素をコンベアユニットおよび／または圧縮・案内ユニットに迅速に取り付けられるようにする簡易着脱式クロージャを取り付け可能な要素に備えることが望ましい。
【００１４】
取り付け可能な要素は、湿った断熱材を硬化炉の中に搬送し硬化炉内を搬送する、それ自体が知られているコンベアと類似の態様で設計することが好ましい。この種のコンベアは通常、加圧空気供給による圧縮と硬化炉内での熱気供給による硬化を可能にする開口部または打ち抜き穴を備える、無限ループまたは縦一列に配置された無限ループである。硬化炉内において、コンベアは通常、端部がヒンジになっている、断熱材への熱気の流れを可能にする格子分節から形成されている。このため、硬化炉内のコンベアユニットおよび／または圧縮・案内ユニットに適切な開口部および打ち抜き穴、または通気路が同様に備わっていれば好都合であり、また、個々の要素を互いにヒンジで繋いでループコンベアを形成することができる分節状に設計しても都合が良い。特に、取り付け可能な要素は、格子の形をした、すなわち打ち抜き穴または通気路を備える金属部品として設計され、好ましくは耐熱材料から作成される。特に取り付け可能な要素またはロールなどの形の成形装置を供給端、すなわち硬化炉の前方部分に配置すれば好都合である。この場所が、硬化プロセスが開始される場所であり、模様および／または変形の形成を容易にしかも繊維を損傷することなく実行できる場所であるからである。取り付け可能な要素などの成形装置が硬化炉の中に長く延びているような設計、あるいは特に好ましくは硬化炉の末端まで長く延びているような設計であれば、所望の模様および／または変形を特に正確な形状に、すなわち取り付け可能な要素などと完全に一致する形状にすることができる。取り付け可能な要素は特に、無限ループとして設計された場合にアイドルロールの周りを自由に動くことができるような分節として設計される場合もある。また、成形要素または取り付け可能な要素の断面形状を、矩形、三角形、台形など所望の形状にすることもできる。これにより、対応する形状の溝を断熱材に形成することができる。成形装置の設計によっては、ピクトグラムまたは円形の凹部などや、例えば製品表示に使用できる模様を作成することも可能である。
【００１５】
当然のことながら、上記の装置の機能を様々な方法で組み合わせて、断熱要素の所望の断面形状を作成することができる。特に、様々な成形要素を単独または複数、装置の様々な部分に直接隣接して、あるいは連続して配置すれば、搬送方向において部分ごとに断面形状が異なる表面輪郭が得られる。特に、側面の追加成形要素など本明細書に記載した追加構成部品を備えることもできる。
【００１６】
本発明による製造プロセスは、この方法で作成される製品の特性が、同等の断面形状を有するが、機械加工段階を含む従来技術プロセスにより作成される断熱要素の特性よりも優れていることを示している。
【００１７】
成形される断熱材と成形要素の成形面とが接触するため、断熱材がその断面形状に応じて異なる程度に圧縮され、その結果、完成した断熱要素に、厚さに応じて見掛け密度が高い領域と低い領域ができる。このことが及ぼす有用な効果として、薄い領域においては断熱要素の見掛け密度が高くなり、その結果強度が高くなるが、高い強度または安定性が必要とされない非常に厚い領域においては、断熱要素の見掛け密度が低くなる。例えば傾斜した屋根用の楔形断熱要素では、この効果として、断熱要素の強度は楔の先端の方が楔の反対端よりも高くなる。強度を高める必要があるのは、まさに楔の先端における薄い領域であるため、この方法で作成される断熱要素は好ましい特性を示す。これに対し、機械加工プロセスを含む従来技術のプロセスにより作成される楔形鉱滓綿断熱要素の見掛け密度は均一である。
【００１８】
本発明の別の利点、特徴、および機能は、以下の実施形態の詳細な説明と、純粋に図としての性質のみ有する添付図面の参照から明らかになる。
【００１９】
図１は、鉱滓綿断熱ブランケット２が矢印で示した方向でトンネル炉１に挿入されている状態を示す斜視図である。この断熱ブランケット２は、図示していないコンベアユニット上に支持される。トンネル炉１に入る前の断熱ブランケット２は、鉱滓綿と未硬化結合剤とから成っている。トンネル炉１内で、鉱滓綿ブランケット２は熱硬化され、結合剤が硬化時に個々の鉱物繊維間の恒久的な交差結合をもたらす。
【００２０】
トンネル炉１内で、無限ループとして設計されたコンベアユニット３が断熱材、すなわちコンベアユニット上の断熱ブランケット２を搬送する。下方の無限ループ３（コンベアユニット）の他に、圧縮・案内ユニットとして設計された上方の無限ループ４が設けられている。上方の無限ループ４は、硬化中の鉱滓綿ブランケット２の上面の圧縮および／または案内および／または平滑化を同時に行う。図１に示した装置の前述の構成部品は、鉱滓綿ブランケットの製造に用いられる標準的な装置に対応するものであり、従来技術から知られているものである。
【００２１】
ただし、図１に示した装置では、知られている装置の構成部品に加え、上方の無限ループ４上に取り付け可能な要素５および６により形成される成形要素を備える成形装置が上方の無限ループ４上に追加されている。取り付け可能な要素５および６は同様に無限ループとして設計されており、矩形の断面を有している。取り付け可能な要素５および６は、圧縮・案内ユニット４上に、すなわち上方の無限ループ上に設けられており、断熱ブランケット２の幅方向に互いに相隔てて配置されている。取り付け可能な要素５および６が上方の無限ループ４上に設けられているため、取り付け可能な要素５および６が上方の無限ループ４上に位置決めされている断熱ブランケット２の領域において断熱材が、硬化時により強く圧縮され、その結果、完成した断熱ブランケット２に２つの凹部または溝７および８が形成される。次に、断熱要素が切断されて断熱パネルが形成された後、フォークリフトの爪をこれらの溝７および８に挿入することができる。このため、パネルを、積み重ねたパネルの下方支持要素として使用することができる。このように、積み重ねたパネルの支持要素も、有用な断熱要素として建築に使用できるため、上に断熱要素を積み重ねなければならないパレットが不要になる。したがって、建築現場で空のパレットを返却または処分しなければならないような事態もなくなる。
【００２２】
図１では、下方の無限ループ３、上方の無限ループ４、および取り付け可能な要素５および６を連続ベルトとして示している。これらのベルトまたはループは、実際には高温鋼製であることが望ましいストリップ状要素により特に形成することができる。したがって、アイドルロールの周りを自由に動くことができるように、ループを、適切なヒンジ式の分節に分割する必要がある。これらの分節を、熱気を通すことができるように設計すれば好都合である（格子、打ち抜き穴、通気路）。
【００２３】
図２は、断熱ブランケットから切り取ることで得られる完成した断熱パネル２などの最終製品の断面図である。この概略的な断面図は、見掛け密度が高い領域９が溝７および８の領域にあり、断熱パネル２が厚い領域、すなわち溝７および８の形成においてさらに圧縮されることのなかった領域では、見掛け密度が低いこと（見掛け密度が低い領域１０）を特にはっきりと表している。
【００２４】
図３は、溝７および８を有する断熱パネル１の斜視図である。この図でも、見掛け密度が高い領域９と見掛け密度が低い領域１０が概略的に表されている。
【００２５】
図４は成形装置の一部の斜視図であり、取り付け可能な要素５および６を上方の無限ループ４または圧縮・案内ユニット４上に配置することで成形装置が設計されることをはっきりと表している。この実施形態における取り付け可能な要素５および６の断面形状、すなわち矩形の他にも、取り付け可能な要素５および６の断面形状として三角形、台形、半円など様々なものが当然考えられる。
【００２６】
同様に、取り付け可能な要素５および６を上方の無限ループ４、すなわち圧縮・案内ユニット４上に設けるのではなく（あるいは、設けるだけでなく）、コンベアユニット３上に設けたり追加することも考えられる。図５および図６は、これらの変形形態を示す断面図である。
【００２７】
取り付け可能な要素として設計された成形要素１１の別の実施形態は、本発明による断熱パネルを製造する装置の一部の部分断面図である図７に見ることができる。この実施形態においては、成形要素は、例えばコンベアユニット３の全幅に渡って延びる単一部材から成っている。成形面１２がコンベアユニット３またはコンベアユニット３の本来の搬送面１５に対して傾くように、成形要素１１の高さはその幅を横切って減少している。このように楔形に設計された成形要素１１または取り付け可能な要素１１により、主面が互いに傾いた、すなわち角度を成した楔形の断熱要素が製造される。このような性質を備える断熱要素は、雨水が屋根の排水口から確実に流れ落ちるように、断熱パネルが２〜５％の適切な表面傾斜を有する必要がある、傾斜した屋根、屋根の雨押さえ、谷屋根などの断熱に特に適している。この種の断熱パネルは、図７から図１０に示した装置を用いて容易に製造することができる。
【００２８】
図７からも明らかなように、取り付け可能な要素１１は複数の簡易着脱式のクロージャ１３を介してコンベアユニット３に接続されている。取り付け可能な要素１１をコンベアユニット３にしっかりと接続できるだけでなく、取り付け可能な要素の迅速な交換も可能にする、このようなクロージャとして多種多様なものを使用することができる。ラッチクロージャ、スナップクロージャ、およびバイオネット止めが特に適切であることが判明しているが、ねじ込みクロージャを使用することもできる。
【００２９】
図８は、図７に示した装置の一部の上面図である。図８では、図７に示した通気路１４の一部のみ示しているが、実際には、これらの通気路は取り付け可能な要素１１の全体に広がっている。打ち抜き穴または管路１４は、鉱滓綿を硬化するためにトンネル炉１内のコンベアユニット３、すなわち下方の無限ループ３、または上方の無限ループ４を通常は通って吹き込まれる熱気の通気路の役割を果たす。図９は、図７および図８に示した装置またはその一部を別の視点から見た図である。図９においても、取り付け可能な要素１１が楔形であるため、コンベアユニット３の一般的な搬送面１５に対して傾斜した成形面１２が形成され、その結果、製造される断熱パネルが同様に楔形になることが示されている。
【００３０】
図１０は、楔形の断熱要素を生成するための別の実施形態を示している。この実施形態には、取り付け可能な要素がない。その代わりに上方の無限ループ４全体がコンベアユニット３に対して傾斜しているため、傾斜した成形面１２がここでも得られる。この実施形態では、傾斜した位置に上方の無限ループを支持し、傾斜度を調整するための手段を設けるだけでよい。当然のことながら同様に、下方の無限ループまたはコンベアユニット３を同じ方法で調整する手段を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明により形作られる断熱要素を製造する装置の斜視図である。
【図２】本発明により形作られる断熱要素の断面図である。
【図３】図２に示した断熱要素の斜視図である。
【図４】図１に示した装置の一部の斜視図である。
【図５】図１に示した装置の一部の断面図である。
【図６】図５に示した装置の別の形態の断面図である。
【図７】本発明により形作られる断熱要素を製造する装置の別の実施形態の部分断面図である。
【図８】図７に示した装置の一部の上面図である。
【図９】図７に示した装置の斜視図である。
【図１０】本発明による断熱要素を製造する装置の別の実施形態の断面図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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