(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体表面(11，27)に繊維状の鉱物材料(16)と液状バインダー(22)を適用して、物体(1，25)表面(11)上に断熱層(4，28)を設ける方法において、少なくとも一つのガス入口(12)と少なくとも一つのガス出口を備えた閉塞されたシェル(5；26，29)を、物体の表面(11，27)に面して配置する工程と、ガス流(24)によって運ばれた鉱物綿薄片(16)を表面(11，27)とシェル(5；26，29)の間に噴射するとともに、少なくとも一つの液状バインダー(22)を薄片(16)に噴射させて、シェルによって仕切られた層を形成する工程と、バインダーから十分な量の水を除くために、組立体(1，7；26，27，29)を乾燥する工程とを備え、
少なくとも前記シェルの一部がガラス製繊維(5)から成り、注入をおこなう前に、多孔性壁(7)を繊維(5)の外側に配置し、注入後に壁(7)を含む組立体を乾燥し壁(7)を取り除くことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項1による方法において、少なくとも前記シェル(5，29)の一部が注入ガスに対して浸透性があり、注入ガスが逃げられるようにしてあることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項1又は２による方法において、注入ガス圧はおよそ５,０００から１２,０００Ｐａであることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一つによる方法において、断熱材がおおよそ表面(11，27)に平行なガス流(24)に向けて噴射されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４による方法において、シェル内部での注入ガス(24)の線速度が少なくとも２ｍ／ｓであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項1ないし５のいずれか一つによる方法において、バインダー（２２）が鉱物に基づくバインダーであることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項1ないし６のいずれか一つによる方法においては、鉱物綿薄片(16)を、有機バインダーを含まない鉱物綿に基づいた材料を粉砕して得ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は断熱分野、主として熱断熱、そのうち特に高温にさらされ易い三次元表面を有する物体の断熱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも一時的に高温にさらされる筐体を鉱物綿によって隔離することは通常行われ、その耐高温特性はきわめて有益である。
【０００３】
規格化された市販製品におけるパネルやロールウェブ形状の二次元表面を断熱することは極めて容易である。
【０００４】
一方で、三次元物体に適合するような製品を作ることは、とりわけ物体形状が複雑な場合に難しい。
【０００５】
そこで、我々は、料理器トップ中に造られたタイプのものや、取り付けオーブンである家庭用オーブンを例に挙げる。これらのオーブンは、断熱系が優れていることにより家庭用電気器具のエネルギー効率を向上し、エネルギー消費を減らす。一方で特に熱分解能を有するオーブンの場合、熱源に近い要素を保護し、家庭用電気器具の環境を過度な高温状態から保護する。
【０００６】
断熱材はオーブン空間を形成するエナメル引きの金属シートで作られた間接加熱室周囲全体に取り付けられ、この加熱室はオーブン空間を形成する。通例、断熱層はブランケットもしくは鉱物綿のフェルトから作られる。鉱物綿は適切な寸法に切断され、断熱すべき表面に適用される。すなわち、一般的に断熱材の繊維は間接加熱器の周囲に“巻かれる”。そしてプレートは間接加熱器の後背部表面に取り付けられる。この取付方法は多数の欠点を持つ。すなわち、製造段階において、鉱物綿を主体とする製品を取り扱う際にいずれの場合も繊維状の粒子が飛散することになり、作業場は埃だらけになる。断熱効率の基準からは、間接加熱器表面全体にわたって完璧に断熱材と連続して接触させることは難しい。つまり、作業者の技能に依存している。作業者は間接加熱室と断熱材との間に空間を残すことがある。この空間が熱欠損の原因となる。
【０００７】
さらに、内張りの断熱材の物理的完成度を保証するために、有機バインダーを含有する製品を使用することが一般的に行われている。この一般的手法は家庭用電気器具の操作中に好ましくないガスが排出される原因になる。
【０００８】
同様の問題は断熱してある様々な他の物体や装置、例えば非常に高温状態でガスを通す産業目的の送気管にも生じる。
【０００９】
WO93/01444公報は、水及び／又はバインダーによって鉱物繊維材をぬらすとともに、この繊維を間接加熱器の外表面上に吹き付けて断熱材を形成し、次に噴射層を整形し、最後にその形状層を乾燥させるプロセスを提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この技術は実際に鉱物綿を直接操作する場合の欠点を減らすけれども、まだ、ある一定量の飛散する埃が生じる。そして作業場を清掃するときに問題を生じる。さらに間接加熱器に仕着される材料の量を制御することは難しい。特に適当な材料の密度の均一性に関して制御することは難しい。
【００１１】
従って、本発明の目的は改善した断熱技術を提供することであり、その断熱技術は、未然に防ぐべき公知技術に関連する上記記載の欠点のうち少なくとも一つを解決する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この点について、本発明の主題は物体表面上に断熱層を形成する方法である。この方法では、繊維状鉱物資材及び、液状バインダーが上記表面に適用され、次の工程を備えていることを特徴とする。
【００１３】
最低1箇所のガス挿入口と排気口を備えた閉じたシェルを物体表面に面するように配置する。
【００１４】
ガス気流によって運ばれる鉱物綿の薄片は表面とシェルの間に噴射される。一方、シェルによって仕切られた層を形成するために、少なくとも液状バインダー の一つは薄片に向けて噴射される。
【００１５】
組み立てはバインダーから十分な量の水分を除去するために乾燥状態で行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、繊維は、シェル内に噴射するためのパイプを経由して、物体表面に送られる。埃が飛散する危険は非常に顕著に減少し、無視できる程になる。これによって作業場は作業者にとってより快適になり、また、作業場を少ないコストで維持できる。
【００１７】
さらにシェルは、断熱される表面に対して適用される際に、任意の地点で付着材料の厚さを制御し、同時に断熱層の形状を定めることが可能である。
【００１８】
好適な実施例によれば、シェルは断熱層が乾いた後、物体に取り付けられたままである。そのことにより前記層に対する外側保護シェルを形成する。
【００１９】
好ましい実施例において、前記シェルは注入ガスを浸透でき、特に、多数の穴  が貫通され、及び／又は、多孔性構造であり、穴や孔は、注入ガスの排気口を形成している。
【００２０】
本明細書によると、“多孔性”という用語は、微小孔や隙間が無数に含まれている素材構造を意味する。このような素材構造は、その構造や製造手法に起因する前記素材に固有のものであり、また、固体材料で意図的に作られたものである。
【００２１】
この好ましい実施例によると、少なくともシェルの一部は穴があけられた、または、穿孔シート素材、特にアルミニウムシートやスチール性穿孔シートのような金属シートから形成される。
【００２２】
スチール性シートのような金属製シートは一般的に注入圧に耐えられるように十分に堅く、初期形状を維持する。それゆえ、このタイプのシェルやシート部分によって、注入している間、断熱層が最終形状となる利点がある。薄いシートが使用される場合、断熱層の形状を制御するために、硬くする成分が添加される。
【００２３】
穴や穿孔の数、大きさ、位置は、特に、断熱される物体の性状や形状に依存する。
【００２４】
注入ガスのための排気口は鉱物綿の薄片より十分小さいサイズにするか、網目のようなもしくは別の同等の手法で、排気口に網やフィルターを取り付ける。そうすると、薄片は止まるが、注入ガスは通過することができる。
【００２５】
変形例として、これは穴の開いたシートを使用している実施例に選択的に組合わせることができるが、少なくともシェルの一部をガラス製繊維で形成してもよい。
【００２６】
ガラス製繊維という用語は、ここではガラス製フィラメントに基づいたシート素材を意味するものと理解されるべきである。その繊維構造は、加圧されたガスが通過できるように、フィラメント間に隙間が含まれている。この素材は上記の多孔性素材の定義に合致する。ガラス製フィラメントはガラス製ウールで作られたような不連続なフィラメントになるか、テキストスタイルのガラス製繊維でつくられたような連続的フィラメントになる。連続的フィラメントはできる限り切り刻まれて、繊維を形成するようにする。本発明で使用できる“繊維”の定義には、実際は、ガラス製フェルト、マット、もしくはガラス製織物として知られた製品が含まれる。ただしこれらの物は、注入ガスが通過できるよう十分にゆとりを持って編み込まれていなければならない。
【００２７】
ガラス製繊維は注入ガスが、多数の小さな隙間を通して、移動できる長所を持っている。多数の小さな隙間は、注入された薄片から生じた繊維要素が隙間を通してシェルの外側に通過するのを妨ぐ能力がある。
【００２８】
つまり、例えば、前記実施例においてガラス製繊維を使用して、穿孔シート中の穴の前面にフィルターや網を形成することが可能である。
【００２９】
本発明の目的のために、ガラス製繊維は一つもしくはそれ以上の次の特徴を持つ。
【００３０】
−次の手法で計測される約1mmから3mmの水柱（9.8から29.4Pa）の多孔性
−吸引作用のファンにより、ガスケットによって仕切られた繊維表面を通して空気を引き込み、１０cm2の表面領域あたり6000L/minの流動率を有する空気の流れを生じさせる。繊維を横切った際の圧力降下を上流側と下流側の繊維との間の空気圧の違いによって計測する。
【００３１】
−およそ30から100g/m２のグラメージ(grammage)、特に35から75g/m２のグラメージ(grammage)。
【００３２】
−ASTM D 39とD 1682-64基準に基いて張力テスト方法を使用して計測される500N/5cmより強い張力。
【００３３】
張力の強さにもかかわらず、ガラス製繊維はときに堅さを欠いている可能性があり、注入状態の下での、初期状態において制御できずに変形する可能性もある。その場合、断熱層における初期の所望形状は得られない。
【００３４】
そのような場合、シェルの外側に位置する穴の開いた堅い壁を用いて、シェルを、注入の間、できることなら次工程の乾燥の間、堅くすることができる。この壁は、バインダーの乾燥後に断熱層の形状を固定したままで、組立体から分離される。前記の穿孔状金属シートのように、断熱層はこの壁によって注入時に最終形状となる。この場合、次の整形工程は必要としない。
【００３５】
一般的に本発明のプロセスにおいて、そして特に前記に記述されたそれぞれの変形例において断熱された表面に対して注入ガスを、多かれ少なかれ平行に向けて流すことによって、断熱材を吹込むことはより好ましい。注入流の角度範囲は表面に対しておよそ＋15°から−15°、あるいは−30°から＋30°まで耐えられる。角度範囲は、物体の寸法と、生み出された断熱層の厚みに依存している。このように、シェル内側において均質に充填され、そして、なによりもまず、注入ノズルに向けた薄片の逆流は、そのことにより後者がブロックされて、妨げられる。
【００３６】
注入ガス、およそ5000から12000Paの圧力を有する有意な空気を使用することは有利である。この圧力変化は充填量に依存している。
【００３７】
一般的に、薄片が適切に流入することを保証するために、測定値は、表面に沿って、注入流に支配されたガスの直線速度とみなされる。注入流速度は少なくとも2m/sで、できることなら少なくとも5m/s、もっと有利に10m/s欲しい。シェルの入口に噴射されたガス流に選ばれた速度は、注入シェルの中に直面した頭損に依存する。特に形状と断熱された表面の寸法に依存する。それは使用素材に依存するに等しい程度である。
【００３８】
より特殊化するために、長さ／幅の割合は５から30であるようなシェルに含まれた空洞を満たすために、入口での注入速度が次の関係から選択されることを表す。
【００３９】
400＞入口注入速度／長さ＞２０
空洞末端への正しい効果的輸送のための最低速度を保証するために、逆流を防ぐために制限されている速度。
【００４０】
注入される薄片は、好ましくは、あらゆる鉱物綿に基づく素材を、粉砕することによって得られる。素材には、有機物質の分解を引き起こしやすい高温にさらされた物体の断熱に問題があるときに、できることなら有機的バインダーを含まないものがよい。薄片もまた、鉱物、できることならガラス、ウールフェルト、ブランケットから製造することができる。こういった素材は安定した有機的添加物の量がごく微量しか含まれていない。また少なくとも高温で毒性を示す分解産物は無い。また他に鉱物バインダーを含んでいる。それは、EP-A-0,403,347, EP-A-0, 819, 788, DE-A-3,918,485に特に記載されている。
【００４１】
好ましくは、平均の粒径が６から16mm、できることなら８から１２mmに薄片を粉砕するのが適している。この粒子サイズは薄片がよりよくシェルの中に輸送され、その中に集められることを意味する。
【００４２】
断熱効率向上のために、薄片はできることなら良質な鉱物綿に基くものがよい。5g当たりおよそ２から４、できることなら２から３ミクロンに細分化するとよい。
【００４３】
ミクロネーレ測定法または“ファイネスインデックス”と呼ばれるものは、不均一なブランケットから抽出された所定量の繊維が所定のガス圧にさらされる時に、空気力学頭損測定によって、比表面積を示す。ガスは、一般的には空気や窒素である。この測定法は鉱物繊維製品構成単位において一般的なものである。この測定法は規準化されたもので(DIN 53941, ASTM D 1448)、“ミクロネーレ装置”と呼ばれる機器を使用する。本発明のテストはFAM60Pタイプのシェフールド機器で遂行された。この機器は加圧下での空気(もしくは窒素)の注入口を持っている。また、この圧力を制御するための弁、流量計、そして、低い部位においてガス注入口に垂直軸のシリンダー室を持っている。規定重量の繊維(たいてい5g  誤差±0.01g)は、ガスが逃げられるように調節された栓によって、室の底に抑えつけられる。予備テストで与えられた量での空気の流量率を調節するのが習慣である。予備テストは、繊維のクッションの上でテストを開始する前は、いつも同じである。ミクロネーレまたはファイネスインデックスの測定法は、繊維がその場にあるとき、基準化された流量計での読み取りの記録にある。頭損の同じレンジの中で機能するために、繊維の量に適応していることが必要である。繊維量は、直径の減少に従って量を減らしていくことによって、テストされる。これは量が流速結果として同時に言及される理由である。
【００４４】
２より少ないミクロネーレは、特に拡散するときに、注入操作の間に埃が生み出される危険性が高すぎるので、望ましくない。それだけでなく流入ガス出口でも、流出する埃を制御することが難しくなるので、望ましくない。
【００４５】
注入の間に薄片に噴射された液状バインダー はできることなら鉱物バインダー がよく、アルカリ金属に基づいたもの、特にナトリウム、カリウム、ケイ酸やアルカリ金属に基づいた単リン酸やポリリン酸のようなものがよい。そのようなバインダーは特にFR-A-2,745,887, DE-A-3,918,485, FR-A-2,294,839, FR-A-2,294,840, FR-A-2, 339,490そして FR-A-2,339,491に記されている。
【００４６】
次の乾燥時間を短縮するためにできる限り濃縮されたバインダーを使用するのが有利である。しかし、バインダーにより薄片を吹込むことやその吹込み性能にとって希釈率が高い方がよい。
【００４７】
よい解決策は、ケイ酸を重量パーセントで３０から４０％含み、水を重量パーセントで６０から７０％含む液状バインダーを使用している発明に見出される。ケイ酸はSiO２:M2O  約2：2.5の比率で特定化されるのが有利である。この場合のMは一つもしくは複数のアルカリ金属元素である。
【００４８】
薄片に適用するバインダーの量は、薄片の重量に対して、およそ７から15％の乾燥バインダーであるのが有利である。
【００４９】
本発明の主題は断熱の斬新な様式で生産された製品でもあり、それは上記に記載された過程を経て得られる。
【００５０】
これに関して、本発明は、中空の物体や鉱物綿に基づいた層によって断熱された外表面から成り立っている料理器具の間接加熱器のような物に関係がある。それは、鉱物綿に基づいた層が、鉱物バインダーで一緒に巻かれた、鉱物綿の薄片から形成されたという点で特徴がある。そしてガラス製繊維のような、穴の開いたもしくは多孔性のシェルによって覆われたという点でも特色がある。
【００５１】
本発明は、実質的に鉱物綿に基づいた断熱層で囲まれた管状の二重壁を構成する送気管のような物体にも関係する。それは、断熱層が、好んで鉱物バインダーで一緒に巻かれた、鉱物綿の薄片から形成されるという点で、特徴がある。そして、少なくとも外側シェルの部位では穴が供給され、特に一つの残りの面が形成されたという点でも特色づけられる。残りの面は、ガラス製繊維のような、断熱層を定義している穴の開いたもしくは多孔性のシートから成り立っている。
【００５２】
さらに発明の特徴と優位性は、添付された図に関して与えられた次に続く詳細な記述からわかる。
【００５３】
【実施例】
図１に示された間接加熱器１は、二つのフランジ2,3を持つ、中空のパラレルエピダル(parallelepidal)な形状である。これらフランジは、それぞれ、間接加熱器本体の後部か前部において、その周りに突き出ている。
【００５４】
間接加熱器に断熱層４を備え付ける。断熱層4は、鉱物綿薄片とバインダーから形成され、そしてガラス製繊維５によって保護されている。これらの要素を明確に描写するために、層４の部位は一部分切り取られ、そして繊維５のコーナーを薄片の大部分から除去してある。すべての側面において、この間接加熱器に断熱層４を備え付けていることがはっきりと理解できる。
【００５５】
繊維５は、フランジ２，３の周囲を支えるために、間接加熱器周囲全体に巻きつける。そして後者に粘着力を持って結合する。例えばアルカリ金属を含むケイ酸の鉱物性粘着材６によって結合する。
【００５６】
間接加熱器の後部表面、図解では示されていないが、同じように断熱されている。
【００５７】
この物品の製造は図２で図式によって図解されている。
【００５８】
間接加熱器において存在している可能性がある全ての穴、例えば回転軸を支えるための穴、を閉じた後で、ガラス製繊維 5を間接加熱器周囲に巻き、そして、フランジ2,3のリムに粘着結合する。
【００５９】
次に、繊維を備えた間接加熱器を穴の開いた金属シートで造られたケーシング７の中に位置させる。穴８は、例えば直径およそ10mmで間隙は５から20mmの距離で隔てられている。ケーシング７は、その壁が事実上繊維5の形状に適合する適切な形状をしている。
【００６０】
ケーシング７に、同じ面にある二つの対するコーナーにおいて、穴９を備えつける。この面はガラス製繊維シェル5と間接加熱器１の外側表面11との間の空間10に対応する。
【００６１】
繊維５は穴12に一致する場所にあらかじめ穴を開けておく。
【００６２】
一列に配置された開口部9と12に、または、リムに吹付装置14に連結された注入ノズル13が取付けられている。
【００６３】
吹付装置14は、鉱物綿薄片16の供給部15と分散、運搬部材17，18とを備え、この分散、運搬部材は薄片を分離するよう意図され、パイプ19に薄片を運ぶよう意図されている。これらの薄片は緻密なベールやバックで売られている。また、吹付装置は圧縮した空気流を同じパイプに送るファン20も含む。
【００６４】
ノズル13は23に蓄えられた液状液体バインダー22を噴射するための機関21を備えている。例えば、液状ケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2：Na2O  約2：2.5の比率で)は、ケイ酸の乾燥重量でおおよそ35％含有する。この濃度において、前記液体は粘着性を有し噴射能を持たないので、断熱している薄片の層に水を供給すると適度な乾燥時間を制御しうる。
【００６５】
改良されたノズル13は、おおよそ間接加熱器１の外表面11に平行している。薄片を運ぶガス流12がここで注入される。同時にバインダーの噴射が繊維5で形成されたシェルの中でなされる。
【００６６】
ケーシング７の壁はその初期形状の中の繊維5を保つ。その間に、注入空気は、ケーシングの中の繊維5と貫通孔8にある細孔を通して外へ排出される。ガラス製繊維の多孔性構造によって、シェルを通して作業場の大気中に飛散する薄片や繊維屑がなくなる。
【００６７】
一つの特別な例として、水柱において、およそ2mmの多孔性構造を持つガラス製繊維5が使用される。標準間接加熱器に対して、おおよそ50cm(シェル内部空洞の長さ）の長さを持ち、流れは入口９へ噴射される。40から70m/sの注入速度(表面11に平行する注入方向を測定した。)である。これらの条件下で、シェル内部空洞の反対の末端で、空気の速度はおよそ10から25m/sである。
【００６８】
注入空流率はシェルが斬進的に充填されるように変化する。例えば高い流速で開始することによって、(およそ70m/sの速度)そしてその後、緩やかな状態の下で完全なものとするために、その領域での充填を完全なものとするためにある一定時間後に、流速を落とす。(最終速度は40m/s)
このように同時に間接加熱器の四面、そして後背部上に断熱薄片を注入することが可能である。
【００６９】
所望の薄片の量が注入されたとき、(断熱層４での望まれた濃度に基づいて決定された)注入は止まる。
【００７０】
金属ケーシング７を有する間接加熱器1はその後オーブン内に配置される。できることなら、バインダー22から水を蒸発させるために必要な時間、80℃から120℃の温度で、換気装置をつけたオーブンがよい。繊維５の細孔とケーシング７の貫通口８によって水蒸気が層４から逃げられるようにする。この操作の間に、バインダーは乾燥して個化し、ケーシング７の内部、層4の形状は一定に保たれる。
【００７１】
オーブンをそのままにしておくと、ケーシング７は取り除くことができ、図１の製品が得られる。特に層4の厚さは非常に均一であり、いかなる割れ目もない。外表面には凹凸は無くそして大変満足のいく外観である。層の適用濃度を制御することによって、向上した均一性を作り出すことができる。
【００７２】
間接加熱器を操作することがより快適になる。なぜなら、繊維5は扱う人が繊維と接触することを妨げるからだ。逆に、断熱層は操作中のあらゆる偶発的損害から繊維5によって保護されている。それゆえ、作業者によって取られる注意深いレベルを十分満足している。
【００７３】
次のパラメーターで、この間接加熱器１は、間接加熱器の壁に対して従来のニードルパンチフェルトで圧をかけて断熱した、従来の間接加熱器の電気的消費効率と少なくとも同等の電気的消費効率を持つ。
空流量：  44m3/h(70m/s)から29m3/h(45m/s)まで変化させる。注入開始から終
了まで。
【００７４】
バインダー：ケイ酸ナトリウム  35%
水  65%
供給されたバインダーの量(薄片の重量に関して乾燥バインダーの重量で)    10％
乾燥層の平均密度      80kg/m3
図３は送気管要素25の断熱に本発明を適用した場合を図式化して示す。
【００７５】
この要素は二重の金属壁26，27から形成されている。金属壁はガラス製繊維29によって、端部30が保護された断熱ライニング28を覆う。
【００７６】
二重壁のライニングは上述のように、管26，27の母面に、注入ガス出口として機能するガラス製繊維29の細孔に平行して注入することによって、完成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は発明に基づいた、断熱された調理家庭用電気器具の間接加熱器の斜視図。
【図２】  図２は図１にある間接加熱器製造のための装置図。
【図３】  図３は発明に基づいて断熱された送気管の要素を表した図。
【図１】
0004773020.tif 000002
【図２】
0004773020.tif 000003
【図３】
0004773020.tif 000004