(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式マット機上で被覆繊維マットを製造する方法であって、該湿式マット機は、ガラス繊維を含有する水性スラリーを浸透性形成移動ベルトの上面に連続的に堆積してウェブを形成し、該湿潤ウェブは部分的に脱水され、水分を含んだバインダを塗布して、乾燥させたマット中に１０から３０重量パーセントの範囲内の量のバインダ内容物を形成させ、該湿潤ウェブを乾燥して乾燥不織布繊維マットを生成するものである該被覆繊維マットを製造する方法であって、
該湿潤ウェブを部分的に脱水させた後に、水分を含んでいるバインダを含有する該湿潤ウェブ上に泡沫もしくは気泡を塗布し、
該泡沫もしくは気泡は、その密度が６７グラム／リットルより低く、膨張比は少なくとも１５であって、
該泡沫は、インホフコーンの１リットルマークまで充填してから１６時間経過後に５ミリリットル未満の液体が該インホフコーンの底に集められるものであって、粘度が２０００から２５０００センチポアズの範囲となるように形成される特性を有し、
前記泡沫で被覆されたマットを乾燥し、通気性が少なくとも一平方メートルあたり毎分４５．７立方メートルである該被覆繊維マットが形成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
水分を含んでいるバインダを含有する該湿潤ウェブの表面上に泡沫または気泡を塗布することに先駆けて、該バインダを含有した湿潤ウェブを吸い込み箱に通して、前記乾燥不織布繊維マット中のバインダ内容物が１５から２５重量パーセントの範囲の量となるまで、該湿潤ウェブ中の水分を含んだバインダ内容物を減少させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス纖維の大部分は、少なくとも６．３ミリメートルの長さを有するガラス繊維であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記泡沫は、該乾燥被覆繊維マットの通気性は、少なくとも一平方メートルあたり毎分１０６．６立方メートルとなるように塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記泡沫は、該乾燥被覆繊維マットの通気性は、少なくとも一平方メートルあたり毎分１５２．３立方メートルとなるように塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記泡沫は、塗布される前に２５から６７グラム毎リットルの範囲の密度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記泡沫は、塗布される前に２５から６７グラム毎リットルの範囲の密度を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記泡沫は、塗布される前に２５から６７グラム毎リットルの範囲の密度を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記泡沫は、塗布される前に２５から６７グラム毎リットルの範囲の密度を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記泡沫は、前記充填から１０分放置後における該インホフコーンの底に形成される液体の量が１０ミリリットル未満であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記泡沫は、良好な熱安定性を有するように選択され、乾燥および硬化中に完全に崩壊することがなく、前記マットの１つの表面上に発泡被覆を残す、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記泡沫は、良好な熱安定性を有するように選択され、乾燥および硬化中に完全に崩壊することがなく、前記マットの１つの表面上に発泡被覆を残す、請求項３に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法により製造された通気性被覆不織布繊維マット。
【請求項１９】
請求項２に記載の方法により製造された通気性被覆不織布繊維マット。
【請求項２０】
請求項３に記載の方法により製造された通気性被覆不織布繊維マット。
【請求項２１】
請求項５に記載の方法により製造された通気性発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２２】
請求項６に記載の方法により製造された通気性発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２３】
請求項１０に記載の方法により製造された通気性発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２４】
請求項１５に記載の方法により製造された通気性発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２５】
請求項１６に記載の方法により製造された発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２６】
請求項１７に記載の方法により製造された発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項２７】
第１の層を備える積層体であって、
該第１の層は、請求項１に記載の方法により製造される不織布繊維マットの第２の層に接着され、
前記不織布繊維マットの第２の層は、該積層物の一面に暴露されたコーティングを有することと特徴とする積層体。
【請求項２８】
第１の層を備える積層体であって、
該第１の層は、請求項３に記載の方法により製造される不織布繊維マットの第２の層に接着され、
前記不織布繊維マットの第２の層は、該積層物の一面に暴露されたコーティングを有することと特徴とする積層体。
【請求項２９】
請求項２７に記載の積層体であって、前記第１の層は、石膏ボードであることを特徴とする積層体。
【請求項３０】
請求項２７に記載の積層体であって、前記第１の層は、軽量断熱材であることを特徴とする積層体。
【請求項３１】
湿式マット機上で通気性繊維マットを製造する方法であって、該湿式マット機は、繊維を含有する水性スラリーを浸透性形成移動ベルトの上面に連続的に堆積し、該湿潤ウェブは部分的に脱水され、水分を含んだバインダを余分に塗布し、水分を含んだバインダの余分なバインダ分を除去して水分を含んだバインダ含有する湿潤ウェブを形成し、該水分を含んだバインダを含有する該湿潤ウェブを乾燥させて乾燥不織布繊維マットを形成し、該湿潤ウェブ内における水分を含有下バインダの量が、乾燥させたマット中に１０から３０重量パーセントの範囲内の量のバインダ内容物となるように、該被覆繊維マットを製造する方法であって、
該湿潤ウェブから水分を含んだバインダの余分なバインダ分を除去する後であって、乾燥させる前に、水分を含んだバインダ含有する湿潤ウェブに泡沫もしくは気泡を塗布するものであって、該泡沫もしくは気泡が高い空気含有率と１０から１５の膨張率とを有し、該泡沫は、インホフコーンの１リットルマークまで満たしてから１６時間経過後に２ミリリットル未満の液体が該インホフコーンの底に集められるものであって、粘度が少なくとも２００センチポアズの範囲となるように形成される特性を有するように、泡沫もしくは気泡を塗布し、
少なくとも一平方メートルあたり毎分４５．７立方メートルの通気性があるように一面に被覆を有するように乾燥不織布繊維マットを形成するように、該泡沫もしくは気泡を塗布することを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記繊維の少なくとも大部分は、少なくとも１２．７ミリメートルの長さを有するガラス繊維を有する纖維であって、前記泡沫は、上限１０重量パーセント下限が５重量パーセントの量のコーティングを有する乾式マットを生成するように所定の速度で塗布される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記泡沫は、該乾燥被覆繊維マットの通気性が少なくとも一平方メートルあたり毎分１０６．６立方メートルとなるように所定の速度で塗布される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記泡沫は、塗布機の直前では４０グラム毎リットル未満の密度を有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記泡沫は、塗布機の直前では４０グラム毎リットル未満の密度を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記泡沫は、塗布機の直前では４０グラム毎リットル未満の密度を有する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
請求項３１に記載の方法により製造された通気性発泡被覆不織布繊維マット。
【請求項３８】
第１の層を備える積層体であって、
該第１の層は、請求項３１に記載の方法により製造される不織布繊維マットの第２の層に接着され、
前記不織布繊維マットの第２の層は、該積層物の一面に暴露された被覆を有することと特徴とする積層体。
【請求項３９】
第１の層を備える積層体であって、
該第１の層は、請求項３２に記載の方法により製造される不織布繊維マットの第２の層に接着され、
前記不織布繊維マットの第２の層は、該積層物の一面に暴露された被覆を有することと特徴とする積層体。
【請求項４０】
前記第１の層は、石膏ボードである、請求項３８に記載の積層。
【請求項４１】
前記第１の層は、軽量断熱材である、請求項３９に記載の積層。
【請求項４２】
前記泡沫は、難燃剤と、膨張剤と、接着剤粒子と、抗真菌粒子と、着色剤とのいずれか、またはすべてを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
前記泡沫は、難燃剤と、膨張剤と、接着剤粒子と、抗真菌粒子と、着色剤とのいずれか、またはすべてを備えていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項４４】
前記泡沫は、難燃剤と、膨張剤と、接着剤粒子と、抗真菌粒子と、着色剤とのいずれか、またはすべてを備えている請求項３１に記載の方法。
【請求項４５】
前記泡沫は、回転ギアを有する泡沫塗布機により塗布される、請求項１に記載の方法。
【請求項４６】
前記泡沫は、回転ギアを有する泡沫塗布機により塗布される、請求項７に記載の方法。
【請求項４７】
前記泡沫は、回転ギアを有する泡沫塗布機により塗布される、請求項３１に記載の方法。
【請求項４８】
前記泡沫は、回転ギアを有する泡沫塗布機により塗布される、請求項３３に記載の方法。
【請求項４９】
前記泡沫は、回転ギアを有する泡沫塗布機により塗布される、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆繊維不織布マットを製造する方法およびその被覆マット製品に関する。
【０００２】
本発明は、湿式不織布繊維ガラスマットを、マット製造方法における中間ステップとして、該マットを製造するのに用いられる同じ湿式方法で泡沫または気泡（foam or froth）により被覆する方法、および得られる被覆繊維ガラスマット製品を含む。このような被覆マットは、多くの用途を有するが、外面用の石膏ウォールボード（gypsum wallboard）上のフェースプレート（フェーシング）として、また焼石膏（stucco：スタッコ）が塗布されるフェースプレートとして特に有用である。
【０００３】
【従来の技術】
繊維不織布マットは、ガラス繊維および／または合成有機繊維（セルロース繊維、セラミック繊維など他の繊維、ならびに無機材料および／またはプラスチックの粒子も挙げられる）のような繊維の水性分散液から湿式マット中に形成される場合が多い。通常、たいていは熱可塑性ポリマーで改質された（modified）ユリアホルムアルデヒド樹脂の溶液、または多数の既知の樹脂接着剤の１つが、湿式不織布繊維ウェブに施され、余分な接着剤および水を除去した後、接着されたウェブを乾燥させ、さらに加熱して、ユリアホルムアルデヒド樹脂または他の樹脂接着剤を硬化させて不織布マット製品を形成する。典型的な方法は、米国特許第４，１１２，１７４号および３，７６６，００３号に開示され、両者の開示は参照により本明細書に援用される。
【０００４】
表面加工した断熱用石膏ボードを製造するために、米国特許第４，６４７，４６９号で開示された方法で良好に実施される改質ユリアホルムアルデヒド樹脂の接着剤を用いて製造された繊維ガラスマット（Johns Manville's 7502Mat−99gms/m2）もその特許に開示されているが、そのマットは、所望する強度ではなく、工程で破裂が生じ、さらに製造コストがかかった。またそのマットは、所望以上に剛性でもあり、ボード周縁に折り畳むことを困難にさせ、また、断熱ボード製品を取り扱ったり設置したりする作業者の手や腕を過敏に刺激した。さらに、表面加工した石膏ボードが切断された際にマットから出る塵埃は過度であり、塵埃に触れる者、特に作業者が腕を露わにしているなどといった場合に、汗まみれになり、その塵埃に晒されることにさらに過敏に刺激される。皮膚の摩擦および過敏な刺激は、手袋をはめていず、長袖シャツを着ていない場合、マットやボードを取り扱う者にとっても問題であった。
【０００５】
不十分な強度を解決するため、わずかな部分のポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、繊維を、等量のガラス繊維の代わりに用い、ユリアホルムアルデヒド樹脂接着剤を少量のステアリル化メラミン（stearylated melamine）を含有するアクリル接着に代えた。これにより、強度が適度に高められ、マットを取り扱う特質も幾分改善された。すなわち、マットは、マットあるいはボードを取り扱ったり設置したりする者にとって扱いやすくなったが、アクリル接着したマットは、より高価であり、耐火（耐炎）性が少ない。かかるマットは、米国特許５，７７２，８４６号に開示されている。この後者の参考資料によって開示されたマットは、実質的に改善された「手触り（hand）」を有し、取り扱いの際に摩擦や不快さをごくわずかしか引き起こさないが、コストがより高く、このマットは、米国特許第４，６４７，４９６号で開示されたマットよりも耐炎性が少ないため、さらなる改善が依然として使用者によって所望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、より耐炎性があり、低コストで、良好な取り扱い適性（可撓性があり、皮膚に対して摩擦／過敏な刺激がない）の不織布繊維ガラスマットが依然として必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被覆繊維不織布マットを製造する方法を含み、該方法では、繊維は、必ずしもというわけではないが好ましくは、従来のマット接着剤とともに接着され、湿式方法を用いて低濃度の水性スラリーから湿式不織布ウェブを形成すること、その後に続いてマットを部分的に脱水すること、必ずしもというわけではないが好ましくは、過剰な水性樹脂接着剤を添加すること、全てではなく接着剤の一部を除去すること、次に、高い気泡率および高い膨張比（blow ratio:ブロー比）を有する水性泡沫もしくは気泡を、インラインで湿式マットの頂部に施すこと、およびマットを加熱して水を除去ならびに好ましくは気泡を破裂、接着剤を硬化、および被覆剤を硬化すること含む。水性泡沫スラリーは、マットが、乾燥用空気を該マット中に入り込ませるのに十分な通気率を有するように非常に迅速に破裂する気泡を含む。
【０００８】
被覆自体は、いくつかの用途について適度に不織布繊維ウェブをまとめて保有するが、従来式に従来の水性接着剤を用いて、完成した不織布マットにより大きな強度を与えることが好ましい。泡沫、好ましくは、水性は、少なくとも１５および約４０もの高さの膨張比、好ましくは少なくとも２５、および最も好ましくは１９〜２８の間の膨張比、ならびに約２，０００〜約２５，０００センチポアズ、好ましくは約１０，０００〜約２０，０００センチポアズの気泡粘度を有する泡である。上記の膨張比は、泡沫が、約２５まで、好ましくは多くとも約６７ｇ／ｌ、最も好ましくは約３５〜約５３ｇｍｓ／ｌの塗布機に入る際の気泡密度に対して計算される。より高い気泡密度は、泡沫が、乾燥および硬化中に必ずしも破裂せず、および／または異なった量あるいは付加的な量の界面活性剤および／または発泡技術において周知の他の泡安定剤であるという理由により熱安定性であるとされる場合に用いることができる。泡沫の液体前駆物質の粘度は、通常は、少なくとも２００センチポアズ、好ましくは少なくとも５００センチポアズである。泡沫は、好ましくは非排水性（non-draining）であり、沸点まであるいは沸点近くに加熱された場合、特性が破裂または崩壊する急速泡（rapid bubble）を有する。
【０００９】
本発明の方法を制御して、乾燥および硬化中に泡沫が完全にまたはほぼ完全に崩壊するマットを形成することが好ましいとともに、本発明は、崩壊しないか、あるいはあまり崩壊しない泡沫が用いられる方法を含み、該方法の場合では、完成したマットは、被覆マットについて既に述べたのと同じ理由でこれもまた有用であり、またさらによりよい断熱、クッション層、および他の利益を提供するのに有用な泡沫の少ない被覆（thin foamed coating）を有する。硬化した発泡被覆を製造するために選択された泡沫があまり崩壊しない場合、ライン速度を実質的に低下させて、マットを乾燥させるか、あるいは浮選乾燥機（flotation dryer）または順次式密封乾燥機（sequential can dryer）を使用して乾燥および硬化させることが必要であろう。
【００１０】
本発明は、上記方法、または、湿潤ウェブ形成セクションと乾燥オーブンとの間でインラインで湿式マットに泡沫が施される任意の方法によって製造されるマットも含み、この乾燥オーブンは、樹脂接着剤とともに接着される繊維を有する不織布繊維マットを含み、マットの１つの表面に乾燥被覆を有しており、この乾燥被覆は、マットが気体を透過させることができるように、また、後続する被覆が被覆に入り込むことができるように浸透性があることが好ましい。被覆層は、マットの全厚のうち小部分の所定距離だけ不織布繊維マット中に入り込むことができる。このマットは、多数の製品、特に石膏ウォールボードおよび種々の断熱ボード用仕上げ面（facer）として非常に有用である。この被覆剤により繊維を束ね合わせることで、ばらばらの繊維または繊維の端部が、被覆マットで表面加工された製品を処理するおよび／または設置する者に付着し、炎症および／またはかゆみを引き起こすことを防止する。マット上に施す被覆剤は、不溶性難燃剤または発泡性物質（intumescent material）、付着粒子、抗菌剤粒子、着色剤および／またはマット表面の外観、乳白度（opacity：不透明度）、機能、または性能を変える他の物質を含有することができる。
【００１１】
本発明は、多数の製品および用途において、仕上げ面、基材（substrate）または中間層として、特に、米国特許第４，６４７，４６９に記載されているタイプの石膏断熱ボード上の仕上げ面として有用な被覆不織布繊維マットを提供する。本発明のマットは、１つまたは複数の改善された取り扱い特性、改善された耐炎性、防水性、改善された可撓性があり、また、これらのマットで表面加工された石膏ボードが切断された場合に、断熱用石膏ボードを表面加工するためにこれまで使用されてきた非被覆マットの場合に可能であったよりも塵埃の産出が少ないか、または刺激性の塵埃が少ない。本発明のマットは、泡沫および繊維断熱製品、ビニル屋根および床材料のような製品のための自動車のラミネートおよび基体を表面加工するのにも有用である。
【００１２】
本発明は、表面加工する石膏ウォールボードおよび他の製品のために使用することができる費用のあまりかからない切断されたガラス繊維の大部分を含有する可撓性マットも提供する。本発明は、乾燥されたマットをインラインあるいはオフラインで被覆する必要なしに、また別に時間を設けてマットを乾燥する必要なしに、湿式方法ラインで被覆繊維不織布マットを製造する低コストの方法を提供する。
【００１３】
本発明は、石膏ウォールボードまたは泡沫断熱ボードのような基底層、繊維ガラスブランケット、合板、または上記のような被覆繊維不織布マットを接着している他の木材製品を含む積層も有する。本発明の積層は、基底層または基材として、本発明の被覆マットも含むことができる。
【００１４】
本発明のマットは、好ましくは約８９〜１２５ｇ／ｍ２、最も好ましくは約１０９〜１２０ｇ／ｍ２の範囲内で石膏ボードを表面加工するために、約３９〜約２００ｇ／ｍ２の範囲内の基本重量を有することが好ましい。乾燥し硬化したマットの接着剤含有率は、完成したマットの重量に基づいて約１５重量％〜約３０重量％、最も好ましくは約２０重量％〜２５重量％の範囲内にあることが好ましい。被覆マットは、任意の重量の被覆を有することができるが、石膏ボードを表面加工するためには、好ましくは乾重量換算でマット中約３ｇ／ｍ２〜１５ｇ／ｍ２、最も好ましくは約５ｇ／ｍ２〜約１０ｇ／ｍ２の被覆である。好ましくは、本発明のマットは、ガラス繊維を大部分含有するが、ポリマー繊維（たとえばＰＥＴポリエステル繊維、木材パルプのようなセルロース系繊維、およびセラミック繊維）を少量部分含有することもでき、従来の改質ユリアホルムアルデヒド接着剤の小部分とともに接着される。たとえばフェノール樹脂、メラミンホルムアルデヒド、フルフラルアルコール、約４５℃、好ましくは約３６℃の高さのガラス遷移温度の架橋ビニルクロリドアクリレートコポリマーと、少量のステアリル化メラミンと、他の従来のマット接着剤との混合物を含有するラテックスのような他の従来の接着剤を、改質ＵＦ接着剤に代えて使用することができる。
【００１５】
本明細書で「約」という言葉が用いられる場合、この言葉は、本発明の利点が実現される限り、その変更量または条件がそれをいくらか超えて変わることができることを意味する。実際的には、本発明の全パラメータの限界を非常に精密に決定するのに利用可能な時間または資源は稀である。これは、本発明が商業的実際に開発されている時間で判断され得るよりもいっそう多くの労力を要することになるだろうからである。当業者はこのことを理解し、開示された本発明の成果が、少なくとも幾分か、開示された制限を１つまたはそれ以上超えて拡張できることを考え及ぶであろう。後に、本発明者らの利点の開示を得て、本発明に既知の最良の形態を含めて開示された本発明の概念および実施形態を理解すれば、本発明者および他の者は、発明的な労力なしに、開示された制限を超えて調査して、本発明がこれらの制限を超えて実現されるかどうかを判断することができ、実施形態が何の予期せぬ特性もないことがわかった場合、これらの実施形態は、本明細書に用いられている「約」という言葉の意味内にあることになる。当業者または他の者が、そのような実施形態が予期されるものであるか、一連の成果あるいは本発明者が報告したよりも著しくよい１つまたはそれ以上の特徴の変化（break）のために、驚異的であるか、あるいは、判断することは難しいことではなく、したがってあいまいな教示が当該分野のさらなる前進をもたらすからである。
【００１６】
ガラス繊維から強化不織布マットを製造し、これらのマットを、多数の屋根材および他の製品の製造における基材として使用することが既知である。不織布マットを製造する既知の方法、たとえば米国特許第４，１２９，６７４号、同第４，１１２，１７４号、同第４，６８１，８０２号、同第４，８１０，５７６号、および同第５，４８４，６５３号に開示された従来の湿式堆積（wet laid）方法（それぞれの開示が参照により本明細書に援用される）のような既知の方法を本発明に使用することができる。これらの方法では、ガラス繊維のスラリーは、パルパー（パルプ製造機）で典型的な白水にガラス繊維を添加して、白水中に繊維を分散させ、約０．２〜１．０重量％の繊維濃度を有するスラリーを形成すること、このスラリーを白水流中で計量して、０．１重量％またはそれ未満の繊維濃度を希釈すること、およびこの混合物を移動スクリーン形成ワイヤ（wire）上に連続的に堆積して、脱水し、湿式不織布繊維マットを形成することによって製造される。次に、この湿式不織布マットは接着剤塗布の中へ運ばれ、ここで水性樹脂接着剤が過剰に塗布され、その過剰分は吸引により除去され、次に、接着された湿式マットを乾燥させ、接着剤が硬化して、不織布マット製品を形成する。
【００１７】
本発明の方法は、水性泡沫もしくは気泡の被覆剤を塗布するために第２の塗布機を追加することによる他の従来のマット製造方法の接着剤塗布部分に対する変更形態を含む。たいていの不織布マット方法および形成機が、本発明を用いた変更および使用に適しているが、繊維を含有する水性スラリーが、形成ワイヤと呼ばれる浸透性移動スクリーンまたはベルト上に送られて連続的な不織布湿式繊維マットを形成する、湿式レイド不織布マット方法または機械であることが好ましい。
【００１８】
図１は、本発明を実施するための好適な湿式レイドシステムの概略図である。繊維５が、パイプ７を制御速度で連続的に通る従来的な白水とともにパルパー１の中へ制御速度で連続的に供給される。パルパー１内の攪拌機３は、白水中で繊維を混合し分散する。この結果として濃縮された繊維スラリーは、パイプ９を介して、繊維スラリー保持タンク１３中に濃縮されたスラリーをポンピングするオプションのポンプ１１中に流出する。濃縮された繊維スラリーは、バルブ１４により保持タンク１１から連続的に計量され、脱気された白水２７の規制流れとなって、希釈された繊維スラリーを形成することが好ましい。バルブ２５は、パイプ７を介した、パルパー１に対する脱気された白水の正流量（正流速）、および脱気された白水２７の正流量を計量して、希釈された繊維スラリーを形成する。この希釈された繊維スラリーは、ポンプ１５中に流出し、マット形成機１７のマットにポンピングされ、それによって、任意の幅とすることができ、典型的には１２フィートまたはそれ以上の幅の完成マットを製造するのに十分な幅とすることができる。不織布マットの本体部分を製造する代替的な形成方法は、シリンダ方式形成、乾式形成、またはエアレイドなどのような周知の紙またはボード紙製造方法の使用を含む。
【００１９】
本発明のマットの製造のための好適な方法は、WS、AppletonのVoith-Sulzerにより製造されたＨｙｄｒｏｆｏｒｍａｔ（登録商標）、あるいはNY、Glens FallsのNorth County Engineeresにより製造されたDeltaformer(登録商標)のようなマット形成機１７を用いた既知の方法である。これらの機械では、希釈された繊維スラリーは、浸透性傾斜移動ベルトまたは形成ワイヤ（図示せず）に対して水平的に流出する。この浸透性傾斜移動ベルトまたは形成ワイヤでは、繊維が集められ、ランダムなパターンで集結（build-up）湿式繊維塊(mass）２８を形成するとともに、白水がこの形成ワイヤを通過し、若干泡沫状となって（空気を含有したため）、パイプ１９を介して脱気タンク２１に運ばれる。湿式繊維塊２８は、吸引ボックス２９により所望レベルにまで脱水されて、湿式繊維ウェブ３０を形成する。除去された泡沫状の白水は、パイプ３２を通って、好ましくはパイプ１９を介して、脱気タンク２１に送られる。
【００２０】
次に、この湿式不織布繊維ウェブ３０の本体部分は、必ずしもというわけではないが好ましくは、第２の移動スクリーン３３に運ばれ、二重塗布セクション３１を走行する。この二重塗布セクション３１では、いくつかの既知の方法のうち任意の１つで、最初に水性接着剤ミックスがマットに塗布される。水性接着剤は、制御速度ポンプ４６を介して、接着剤ミックス保持タンク４５から制御速度でポンピングされ、必要とされるよりも多くの接着剤がパイプ３７を通ってカーテンコータ（curtain coater:フローコータ）３５のような接着剤塗布機に供給されるようになっている。この塗布機では、接着剤スラリーが湿潤ウェブ３０に過剰に塗布される。既知の方法で接着剤を塗布するのに他のタイプの従来の塗布機を用いることもできる。
【００２１】
水性接着剤ミックスは、水性接着剤（複数も可）５２を混合して接着剤ミックスを形成する攪拌機４９を有する接着剤ミックスタンク４７に、所望の速度で１つまたはそれ以上の水性樹脂接着剤５２を供給することによって調製される。繊維または粒子（たとえば、微細繊維、顔料、フィラーなど）を、接着剤ミックスタンク４７に添加することもできる。次に、接着剤ミックスまたはスラリーを、計量ポンプ５３およびパイプ５５により接着剤保持タンク４５にポンピングする。計量ポンプ４６は、ライン４３を介して吸引ボックス３９および４１からライン３７を介して接着剤塗布機３５に戻された過剰な接着剤と混合された混合ミックスをポンピングし、マットのライン速度またはワインドアップ５９によりポンピング速度を早めたり遅めたりする。接着剤ミックス中の樹脂含有率および吸引ボックス３９および４１の真空度を変えて、既知の方法でマットの所望な接着剤樹脂含有率を制御しかつ得る。
【００２２】
接着剤ミックスは、連続的に、あるいは周知のようにバッチで調製することができる。連続的に調製する場合、ミックスの全成分は、完成マットの所望の組成が維持されることを保証する既知の方法で慎重に計量する。水性接着剤ミックスが湿式不織布ウェブ３０（図２）に塗布される場合、この接着剤ミックスは湿式不織布繊維マットを飽和させる。過剰な水性接着剤スラリーは、New York、Glens FallsのNorth County Engineeresにより提供されるようなカーテンコータ３５を用いて塗布することが好ましいが、接着剤中の粒子および/または繊維も処理し、またマットの湿式本体部分の頂部に要される速度で接着剤を塗布する他の既知の塗布方法および装置を用いてもよい。
【００２３】
第２の塗布機である泡沫塗布機（foam applicator）４８は、第２の吸引ボックス４１の下流側に取り付けられるが、浸透性ベルト３３および湿式接着剤ウェブ３０Ｂの上に、接着剤塗布機３５として同様に取り付けられる。泡沫塗布機４８は、任意の泡沫コータ塗布機とすることができるが、本明細書では、従来のパイプスロット塗布機４８が示されている。泡沫塗布機の好適なタイプは、図３に示したＺｉｍｍｅｒ  Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）であり、この塗布機は、以下により詳細に説明する。
【００２４】
本発明による水泡は、NC、StanleyのGaston Systems,Inc.またはGA、DaltonのLessco Companyから入手可能なピニングされたドラムミキサーまたは発泡機、あるいはこの目的のために適した等価の任意の発泡機のような高いせん断型ミキサーを用いた発泡機５４で調製され、パイプスロット塗布機４８の周囲に離間した泡沫塗布機４８に入る複数のライン２６に分割するライン５０を介して泡沫塗布機４８に押しやられる。任意のタイプの容積式ポンプとすることができる容積式ポンプ５６は、水泡前駆物質を発泡機５４中にポンピングし、発泡機５４の内側での高いせん断作用により、膨張による圧力によりライン５０および２６を通って塗布機４８に押しやられる泡沫２４を生成し、この塗布機４８では、その泡沫２４は移動湿式接着剤ウェブ３０Ｂの上面にスロット５０を通って押し出され（extrude）て、発泡被覆物４０および発泡被覆された接着繊維ウェブ４２を形成する。スロット５０を通しての泡沫押出しの速度は、容積式ポンプ５６のポンピング速度によって制御される。
【００２５】
見てわかるように、泡沫は、湿式接着ウェブ３０Ｂの頂部にわずかに浸透している。用いる泡沫のタイプは、慎重に選択されて、湿式接着ウェブ３０Ｂの中に泡沫がさらに浸透することを防止するように制御される。発泡被覆剤は、低いせん断下で非常に高い粘度があるため、利点を有する。すなわち、発泡被覆剤は、塗布後に過剰な浸透をもたらすことなく、湿潤ウェブの頂部に置かれるのである。接着ウェブ３０Ｂの水性接着剤は、泡沫によるさらに深い浸透を防止することにも役立つ。湿式接着ウェブ３０Ｂに対する泡沫の塗布速度、したがって発泡層または被覆層４０の厚みは、浸透性ベルト３３の速度、泡沫ポンプ５４によって泡沫塗布機４８にポンピングされる泡沫の速度、および泡沫濃度を制御することによって制御される。
【００２６】
発泡被覆された湿式接着ウェブ４２は、次に、既知の方法で、従来の浸透性移動オーブンベルト（図示せず）に運ばれ、オーブン５７中を走行して、湿潤ウェブ４２を乾燥させ、マットの上面の被覆中の泡沫を破裂または崩壊することによって発泡層を崩壊し、ポリマーベースの樹脂接着剤を硬化（重合）させる。この樹脂接着剤は繊維を合わせて接着し、被覆剤により、従来のマット巻き取り装置を用いてロール５９に巻き取ることができる完成した発明的な被覆繊維マット５８が形成される。このマットは、使用する接着剤のタイプおよび／または表面上の泡沫の性質に応じて、オーブン中で最大約２６０°Ｃまでの温度に加熱されるが、連続的な密封乾燥機（can dryer）、ハニカム状オーブンロール（honeycome oven roll）、および不織布繊維マットを製造する当該技術分野で用いる他のオーブン等の他のタイプの乾燥機およびヒータを用いることもできる。非浸透性および低浸透性被覆を、連続的な密封乾燥機または浮選オーブンを用いてマット上に生成することもできる。
【００２７】
泡沫を湿式接着ウェブに塗布して、発泡被覆した湿式接着剤結合した繊維マットを生成することが好ましいが、この接着剤は任意的なものである。泡沫を、接着剤を含有しない湿潤ウェブに塗布することが可能であり、この場合、繊維は、マットの反対部分には接着剤は何も追加されないが、マットの１つの表面に泡沫からなる被覆層によって合わせて保持される。それにもかかわらず、結果として生成されるマットは、マットと向かい合わされる積層を製造する際の使用のために該マットを巻き取ったり繰り出したりすることを可能にするのに十分な強度を有する。この後者の場合、泡沫状の湿式石膏混合または他の基底積層材料は、マットの結合していない繊維部分に浸透し、繊維を合わせて結合するとともに、マットを基底積層に接着する。
【００２８】
本発明のマットの湿式部分において、繊維、あるいは繊維および粒子は、通常、マットの全重量の約４０重量％〜８０重量％を構成し、マットの被覆は、通常、マットの約１重量％〜３５重量％、好ましくは１重量％〜３５重量％であるが、最も好ましくは約１重量％〜１０重量％の量に相当する。マットの樹脂結合含有率は、非常に多様であり得るが、通常は、本発明の被覆マットの約１０重量％〜３０重量％である。本発明の１つの好適な被覆マットは、約７０（±５）重量％の繊維、約２０（±３）重量％の、繊維を合わせて保持する接着剤、および約１０（±５）重量％の被覆剤を含有する。別の好適な実施形態の被覆マットは、７７（±３）重量％の繊維、２１（±２）重量％の、従来のビニルアクリル改質ユリアホルムアルデヒドラテックス接着剤を含有し、および総計約２（±１．５）重量％の乾燥被覆マットとなる、上面の被覆物を有する。このマットは、非被覆のいくつかの小さなスポットを有し得るが、マットの孔隙以外には非被覆スポットはないことが好ましい。
【００２９】
繊維の大部分はガラス繊維であることが好ましく、繊維はすべてガラス繊維であることが最も好ましいが、本発明は、セラミック繊維、木材パルプのような天然繊維、人工セルロース系繊維、およびポリマー繊維に、ならびにこれらのタイプの繊維の任意の組み合わせの混合物からつくられた不織布ウェブに等しく適用可能である。繊維の大部分は、好適な本体部分においてガラス繊維であるが、ガラス繊維でないすべてまたはいかなる部分も、Ｎｙｌｏｎ（登録商標）、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはセルロース誘導体などのような人工有機繊維または天然有機繊維を含め得る。
【００３０】
不織布マットに用いられる繊維は、少なくとも６ｍｍ長またはそれ以上、より好ましくは少なくとも約１２ｍｍあるいは１８ｍｍ長、最も好ましくは少なくとも約２５ｍｍ長であるが、既知である異なる長さおよび／または繊維直径の繊維の混合物を使用することができる。長い繊維は、費用がかからず、マットに高い強度を提供する。これらの繊維は、工業上で周知のサイズ構成を含むシランで被覆されることが好ましい。
【００３１】
ガラス繊維は、Ｅ、Ｃ、Ａ、Ｔ、Ｓ、または湿分の存在下で良好な強度および耐久性を有する任意の既知のタイプのガラス繊維であり、ならびに種々の長さおよび直径が混在したものであることができる。任意の直径を有する繊維を用いることができるが、好適な繊維は、CO、DenverのJohns Manville International,Inc.から入手可能なＫ１３７（平均直径約１３ミクロン）またはＭ１３７（平均直径約１６ミクロン）および１１７ＫまたはＭ１１７Ｅガラス繊維であるが、たいていの市販の湿式細断ガラス繊維（chop glass fiber）製品も適している。本発明の実質的な利点は、本発明が、費用のあまりかからない大きな直径の繊維の使用を可能にするとともに、「ユーザフレンドリー」および非摩耗性である表面を有する表面加工製品を製造するということである。大きな直径の繊維は、過去の仕上げ面製品では過敏な刺激性の問題を引き起こし、そのため、産業は、より費用のかかるＨまたはＧ繊維（平均直径約１０または９ミクロン）のような小さな直径の繊維に代えることになった。
【００３２】
繊維を合わせて結合するのに用いられる接着剤は、繊維を合わせて結合することが可能な任意の従来の水性接着剤とすることができる。広範の種々の接着剤を用いて、ユリアホルムアルデヒド（ＵＦ）、アクリル樹脂、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、フラン樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニルアセテート、ならびにポリビニルアセテートおよび／または典型的に用いられるアクリルで改質されたユリアホルムアルデヒドおよびメラミンホルムアルデヒド接着剤により不織布を製造する。
【００３３】
二層のマットの発泡被覆を形成するの使用する泡沫は、水性樹脂接着剤スラリー中に実質的に浸透しないものとするが、わずかに浸透し得る。泡沫は、非常に高い膨張比（あるいは低い密度）を有して非常に乾いた泡（froth）を形成するものとする。膨張比は、湿潤泡沫（wet foam）または泡沫の密度によって分割された泡沫前駆物質の密度である。膨張比は、少なくとも１２、好ましくは少なくとも１５、最も好ましくは少なくとも２５であるものとする。最も好適な範囲は、約１９〜約２８といったような約１５〜約４０の範囲である。泡沫密度（ｇ／ｌ）は、１０００を膨張比で割ることによって計算することができる。したがって、泡沫が泡沫塗布機に入る際の泡沫密度は、約２５〜約８３ｇ／ｌ、好ましくは約２５〜約６７ｇ／ｌ、最も好ましくは約３６〜約５２ｇ／ｌの範囲にある。
【００３４】
特に、スロットノズル式の泡沫塗布機４８ｍの場合、泡沫は、極度に排水性がないものでなければならない。たとえば、１リットルのインホフコーンが湿潤泡沫または泡沫で充填し、１６時間放置する場合、５ｍｌ未満、好ましくは２ｍｌ未満の液体をコーンの底に集めなくてはならない。Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）泡沫塗布機を用いる場合、泡沫の排水特性は、泡沫がＶａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）の中に入れられる状態にある際に、１リットルの泡沫をインホフコーンに投入し、１０分間放置し、多くとも１５ｍｌ、好ましくは１０ｍｌ以下、最も好ましくは２ｍｌ以下の液体をコーンの底に集めるものとするようなものであるべきである。
【００３５】
泡沫は、泡沫中の樹脂の性質または泡沫中のインサートフィラー（インサート充填物）の量による熱に晒されると迅速に破裂し、乾燥中に不浸透膜を形成しないことが好ましい。泡沫についての液体前駆物質は、少なくとも２００センチポアズ、好ましくは少なくとも５００センチポアズのブルックフィールド粘度（Brookfield viscosity:Ｂ型粘度）を有するものとし、約２００〜約６００センチポアズの範囲の粘度が好ましい。泡沫は、乾燥中に破裂する場合に、繊維ウェブ基材に浸透しすぎない（入り込みすぎない）ようにするものとする。適した泡沫の１つは、OH、BrecksvillのNoven（前身B.F.Goodrich）から入手可能なＴＮ−５９９である。本明細書に記載した仕様に合う任意の泡沫も、本発明に適している。好ましくは、水性泡沫を用いる。いくつかの他の適した泡沫は実施例で記載する。
【００３６】
泡沫のタイプは、上記で提供されたパラメータに従って選択するものとする。また、乾燥した被覆マットの通気率が、米国材料試験協会標準「織布の通気テスト標準（ＡＳＴＭＤ７３７）」に準拠して測定した場合に、一平方フィートあたり１分間につき少なくとも１５０から２００立方フィート（ＣＦＭ／ｓｑ．ｆｔ．）（一平方メートルあたり１分間につき４５．７から６０．９立方メートル）となるように塗布速度を制御する。より好ましくは、被覆マットの通気率は少なくとも３５０（一平方メートルあたり１分間につき１０６．６立方メートル）、最も好ましくは、少なくとも５００ＣＦＭ／ｓｑ．ｆｔ．（一平方メートルあたり１分間につき１５２．３立方メートル）である。図２および図３におけるように、泡沫が連続的押出しにより塗布される場合、泡沫は、最良の結果のため湿潤ウェブの線形速度に近似した速度で塗布されるものとする。発泡被覆マットの通気率の重要性は、乾燥および硬化中に熱気が被覆マットに入り込むことができること、および後続して用いられる材料の浸透により、マットの発泡被覆表面にスクリム、化粧表面仕上げ、または他の材料を接着するのに用いられる接着剤のような別の媒質に、発明的なマットの被覆表面を接着させることができることである。ある種の断熱媒体を表面加工するのに用いられる場合のような、ある種のいくつかの用途での別の重要な考慮点は、通気率により、製品が「空気を取り入れる」こと、すなわちマット仕上げ面の中に空気または他の気体を通すことができるという点である。スルーエアオーブンによってではなく密封（can）またはインピンジメントオーブン（impingement oven）により乾燥を行う場合、最終製品の通気率は低いか、全くないことが好ましい。
【００３７】
図３は、本発明による湿式マットに泡沫を塗布する好適な実施形態を示す。この実施形態は、使用する接着剤塗布機以外は図２に示す実施形態と同じである。この実施形態では、オーストリア、KlagenfurtのJ.Zimmer Maschinebau Ges.GmbHから入手可能なＺｉｍｍｅｒ  Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）泡沫塗布機のような泡沫押出機７０を用いる。上述した泡沫７２を、上記で図２の説明において記載した方法でポンピングした後、上記のＶａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）泡沫塗布機７０に入れる。泡沫７２は、重力により泡沫塗布機ハウジング７１を通って下に流れ、２つの反転ギア７３、７４中に流出する。この２つのギアは、押出ダイ７５を介して湿式接着マット３０Ｂ上に、所望の制御速度で泡沫をポンピングして、発泡被覆４２を形成する。ギア７３は時計回りに回転し、ギア７４は反時計回りに回転する。ギア７３、７４の回転速度は可変であり、湿式接着マット３０Ｂの線形速度に従って湿式接着マット３０Ｂ上に所望の泡沫速度、および発泡被覆４２の所望の被覆厚または泡沫塗布量（loading：装填）を供給するよう変えることができる。Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）泡沫塗布機７０は、任意の適した方法で上げ下げして、湿式接着マット３０Ｂ上への泡沫の塗布を最適化することができる。スロットのボトム（底）は、湿式マットの頂部を約３〜約５０ｍｍ、好ましくは約６〜約１５ｍｍ超えるものとする。Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）泡沫塗布機７０は、マット３０Ｂの幅にわたり完全に行き届くことが好ましいが、マット３０Ｂの幅の一部分のみを泡沫により被覆する場合にはその必要はない。
【００３８】
図３に示したタイプの泡沫塗布機（好ましくはＺｉｍｍｅｒ  Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標））の場合、泡沫の排水性（ドレネージ：drainage）は以下のようなものである。インホフコーンにおいて、１リットルの泡沫は、１０分間放置した後、約１〜１０ｍｌ、好ましくは約１〜約３ｍｌの液体を排出するものとする。泡沫塗布機中に入れる直前の泡沫は、６ＲＰＭで作動するＴｙｐｅＣ  Ｔ−ｂａｒの螺旋経路を用いたＬＶＦ  Ｂ型粘度計による測定で約２，０００〜約３０，０００ＣＰＳ、好ましくは約１，０００〜約２０，０００ＣＰＳの範囲の粘度を有するものとする。塗布機の中に入れる直前の泡沫の典型的な泡直径は、約０．０２８〜約０．１７ｍｍの範囲にある。
【００３９】
図４は、湿式接着不織布ウェブまたはマット３０Ｂ上に発泡層を塗布するさらに別の実施形態を示す。この実施形態は、泡沫が異なる装置を用いて塗布されるということ以外は、図２および図３において説明した実施形態と同様である。図４に示した実施形態では、泡沫塗布機７８は、SC 29304、SpartanburgのZimmer Machineryから入手可能なＺｉｍｍｅｒ  ＭＡＧＮＯＲＯＬＬ（登録商標）のような、反時計回りに回転する穿孔ドラム（perforated drum：孔あきドラム）７９である。穿孔ドラム７９は、NC 28269、CharlotteのStock Screens of Americaから入手可能な１６Ｈ穿孔金属スクリーンからなる。使用するスクリーンは、好ましくは互いに非常に近接した六角形状の穴を有し、この六角形の穴を通って押し出される泡沫から湿式接着マット３０Ｂ上に形成された泡沫ドットが一緒に流れて、発泡連続層４２を形成するが、六角形の泡沫ドットが完全に一緒に流れるわけではない場合、いくつかの用途が可能である。
【００４０】
ウェブ３０の幅にわたり完全にまたは部分的に行き渡る穿孔ドラム７９は、アクスル（axle：車軸）８０で支持され、このアクスル８０は、前後方向に動いて、ドラム７９の外部表面を、湿潤ウェブ３０Ｂの近くに、または湿潤ウェブ３０Ｂから離れて移動させることができ、またラインを上り下りして、既知の方法で泡沫塗布の位置を最適化する。可動シャフト８２で支持されたローラ８１は、ドラム７９の底部近くでドラム７９の内側に配置され、好ましくは、穴が穿孔ドラム７９の底部にまで回転したときに、反時計回りに回転して泡沫８３を穴に通させて、湿潤ウェブ３０Ｂ上に発泡層４２を形成させる。泡沫８３は、上述したような既知の方法で制御速度でポンピングされ、マニホールド８４および矩形ノズル８５により穿孔ドラム７９の底部分に沿って分配される。泡沫を穿孔ドラム７９を通過させるのにローラ８１を用いる代わりに、穿孔ドラムを用いた被覆の当該技術分野で周知の、ドクターブレードまたはワイパーブレード、接触スロット、あるいは供給ノズルを用いることが可能である。
【００４１】
図５は、湿式不織布繊維ウェブ３０、好ましくは、湿式接着不織布繊維ウェブ３０Ｂに、インラインで発泡被覆剤を塗布する別の方法を示す。図５のシステムは、泡沫塗布機が、湿潤ウェブ３０、好ましくは湿式接着ウェブ３０Ｂの上に配置される複数のノズル８８、８９であること以外は、上述した図２、図３、および図４のシステムと同様である。泡沫は、上述した方法で、既知のマニホールド（図示せず）にポンピングされ、このマニホールドは、泡沫を複数のノズル８８、８９に均一に分配する。複数のノズル８８、８９において、泡沫９０が、湿潤ウェブ３０または好ましくは湿式接着ウェブ３０Ｂの上面に向けて下方に噴霧されて、発泡層４２を形成する。泡沫９０は、湿潤ウェブ３０または湿式接着ウェブ３０Ｂの繊維構造を乱すことのない速度でノズル８８、８９から出る。好ましくは、ノズルは、図６に示すように、２つの互い違いにずれた行に分かれており、湿潤ウェブ３０または湿式接着ウェブ３０Ｂ上への泡沫塗布の均一な被覆を行うようになっている。ノズル８８、８９は、ノズルに上下運動およびラインの上り下りを可能にする既知の方法でラック（図示せず）上に取り付けられて、泡沫塗布を最適化できるようにして所望の発泡層４２を生成する。好適なノズルは、泡沫が、約２．８ｋｇ／ｃｍ２の圧力でノズルに適用される、IL、WheatonのSpraying Systems Companyから入手可能なＳｐｒａｙｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｎｏｚｚｌｅ８００２であるが、異なる被覆重量および塗布幅を提供する他のノズルとすることもできる。ノズルは、泡沫を生成するのではなく、ノズルに送られた調製済の泡沫を噴霧するだけであることに留意することが重要である。
【００４２】
実施例１
湿潤ウェブを、Ｍ  １１７ガラス繊維を１インチ長用いた、米国特許第４，６３７，４９６号および同第５，７７２，８４６号で使用および開示されたＶｏｉｔｈ  Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｒ（登録商標）ラインをシミュレートした実験湿式フォーマでの従来の湿式方法で形成した。繊維スラリーを、Johns Manvile International,Inc.からの、表面上に化学的サイズのシランを有することが周知の１インチ長のＥガラス（ｔｙｐｅ  Ｍ  １１７）湿式切断ガラス繊維を、DE、WilmingtonのAqualon,Inc.から入手可能な既知の陽イオン白水含有Ｎａｔｒｏｓｏｌ（登録商標）増粘剤、および陽イオン界面活性剤Ｃ−６１、および分散剤としてNJ、MorristownのCytec Industries,Inc.から入手可能なエトキシル化獣脂アミンに添加することによる周知の方法で調製して、約０．８重量％の繊維濃度を形成した。このスラリーを約５分間攪拌して繊維を完全に分散させた後、スラリーを同じ白水の移動流中に計量して供給して、上記繊維濃度を、約０．０５重量％〜０．０６重量％に平均した濃度にまで希釈してから、湿式不織布マットが連続して形成されるＶｏｉｔｈ  Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｒ（登録商標）のプロットスケールモデル（pllot scale model）のヘッドボックスに希釈したスラリーをポンピングした。
【００４３】
湿式マットを形成ワイアから取り外して、水性接着剤スラリーをマットに塗布するカーテンコータ接着剤塗布機の下を走行している第２の搬送ワイアに移動させた。水性接着剤は、改質ユリアホルムアルデヒド樹脂接着剤である。この水性接着剤は、水性ユリアホルムアルデヒド樹脂である５４重量％〜５６重量％の固体を含むＧｅｏｒｇｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  ２９２８  ＵＦ樹脂ラテックスに、このユリアホルムアルデヒドの固体に基づく、Ohio、ColumbusのFranklin Internationalから入手可能な約７．５重量％のＤｕｒａｓｅｔ（商標登録）８２７、および架橋剤として約５重量％のヘキサメチレンテトラアミンを添加することによってつくられた。
【００４４】
接着マットを、吸引ボックスの上に走行させて余分な接着剤を除去させ、次に、パイプスロット泡沫塗布機の下に走行させ、そこにおいて泡沫を上面に塗布した。泡沫前駆物質は、NC、Haw RiverのＵｎｉＣｈｅｍ（登録商標）Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、無機充填ラテックスであるＵｎｉＢｏｎｄ（登録商標）０９４６である。この泡沫前駆物質は、３０％の総固体含有率、および５６０センチポアズの非発泡粘度（unfoamed viscosity）を有した。泡沫前駆物質を、実験ＬＥＳＳＣＯ（登録商標）泡沫ユニットで、約３０の膨張比までの泡沫に転化した。これにより、約１６時間放置させた場合にインホフコーンの底に２ｍｌ未満の液体をもたらす、安定した湿潤泡沫が生成された。次に、発泡被覆マットを空気乾燥機に通し、この乾燥機において乾燥させ、約１７７°Ｃに加熱して、改質ユリアホルムアルデヒド接着剤を硬化させた。
【００４５】
この結果得られた被覆マットは、１２２．６ｇ／ｍ２の基本量を有した。繊維マット基材の基本量は、約１１４．７ｇ／ｍ２であった。被覆マットのＬＯＩは２７．４重量％であったが、乾燥接着基材のＬＯＩは基材の２３．２％または被覆マットの２１．７％であった。マットの被覆は、被覆マットの総計約５．７重量％なった。被覆マットの他の特性を下記に示した：
乾燥引張り強さ−４８ｋｇ／７．６ｃｍ幅
熱間湿式引張り強さ−３０ｋｇ／７．６ｃｍ幅
非被覆接着マットの通気率−１．９８ＣＭＭ／ｍ２
【００４６】
実施例２
別の湿潤ウェブを、実施例１で使用した、米国特許第４，６３７，４９６号および同第５，７７２，８４６号で使用および開示されたＶｏｉｔｈ  Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｒ（登録商標）ラインをシミュレートした実験湿式フォーマでの同様の従来の湿式方法で形成した。繊維スラリーを、Johns Manvile International,Inc.からの、表面上に化学的サイズのシランを有することが周知の０．７５インチ長のＥガラス（ｔｙｐｅ  Ｋ  １１７）湿式切断ガラス繊維（wet chop glass fiber）を、DE、WilmingtonのAqualon,Inc.から入手可能な既知の陽イオン白水含有Ｎａｔｒｏｓｏｌ（登録商標）増粘剤、および陽イオン界面活性剤Ｃ−６１、分散剤として、NJ、MorristownのCytec Industries,Inc.から入手可能なエトキシル化獣脂アミンに添加することによる周知の方法で調製して、約０．８重量％の繊維濃度を形成した。このスラリーを約５分間攪拌して繊維を完全に分散させた後、スラリーを同じ白水の移動ストリーム中に計量して供給して、上記繊維濃度を、約０．０５重量％〜０．０６重量％に平均した濃度にまで希釈してから、湿式不織布マットが連続して形成されるＶｏｉｔｈ  Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｒ（登録商標）のパイロットスケールモデル（pilot scale model）のヘッドボックスにその希釈したスラリーをポンピングした。
【００４７】
湿式マットを形成ワイアから取り外して、水性接着剤スラリーをマットに塗布するカーテンコータ接着剤塗布機の下を走行している第２の搬送ワイアに移動させた。水性接着剤は、改質ユリアホルムアルデヒド樹脂接着剤である。この水性接着剤は、水性ユリアホルムアルデヒド樹脂である５４重量％〜５６重量％の固体を含むＧｅｏｒｇｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  ２９２８  ＵＦ樹脂ラテックスに、このユリアホルムアルデヒドの固体に基づく、Ohio、ColumbusのFranklin Internationalから入手可能な約７．５重量％のＤｕｒａｓｅｔ（商標登録）８２７を添加することによってつくられた。
【００４８】
接着マットを、吸引ボックスの上に走行させて余分な接着剤を除去させ、次に、上記に図５で示した、泡沫を噴霧するノズルの下にさせ、そこにおいて泡沫を上面に塗布した。ノズルは、IL、WheatonのSpraying System companyから入手可能な８００２ノズルである。このノズルを、湿式接着マットの表面から約１６５ｍｍ上にあるノズルの底部から約７６〜７９ｍｍ離して間隔を置いた。泡沫前駆物質は、OH、ClevelandのNoveon,Inc．から入手可能な、同じ無機充填ラテックスである９１４−６６１−９７−７５である。この泡沫前駆物質は、３５％の総固体含有率、および５６０センチポアズの非発泡粘度を有した。泡沫前駆物質を、実験ＬＥＳＳＣＯ（登録商標）泡沫ユニットで、約１０〜１５の膨張比までの泡沫に転化した。これにより、インホフコーンを１リットルの泡沫で充填させ、約１６時間放置させた場合に、インホフコーンの底に２ｍｌ未満の液体をもたらす、安定した湿潤泡沫が生成された。この泡沫は、ノズルに対し約２．８ｋｇ／ｃｍ２の線圧を有し、所定の速度で塗布されて、約１６．４５ｇ／ｍ２の乾燥泡沫の添加をもたらした。単位面積あたりのウェブに対する泡沫添加速度は、ライン速度の変化、泡沫密度の変化、泡圧の変化、あるいはより大きいかより数の多い塗布ノズルの使用により上昇または低下し得る。
【００４９】
発泡被覆マットを空気乾燥機に通し、この空気乾燥機において乾燥させ、約１７７°Ｃに加熱して、改質ユリアホルムアルデヒド接着剤を硬化させた。
【００５０】
この結果得られた被覆マットは、１３３．５ｇ／ｍ２の基本量を有した。繊維マット基材の基本量は、約１１０．２ｇ／ｍ２であった。被覆マットのＬＯＩは２１重量％であったが、乾燥接着基材のＬＯＩは基材の１６．１％または被覆マットの１３．３％であった。マットの被覆は、総計約４．９重量％なった。被覆マットの他の特性を下記に示した：
乾燥引張り強さ−２９．５ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
熱間湿式引張り強さ−１２．３ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
非被覆接着マットの通気率−１．７ＣＭＭ／ｍ２
実施例の被覆マットの通気率−０．８７ＣＭＭ／ｍ２
【００５１】
したがって、発泡被覆は、マットの通気率を約２１％低減させたが、接着マットの通気率は実質的に低減せず、ひいては空気乾燥機でのマットの乾燥を大きく阻害することはなかった。このことは、発泡被覆が、通気率をたとえば約５０〜７５％またはそれ以上実質的に低減させるのであれば、ライン速度（線速度）は実質的に遅められる必要があるであろうし、製造費がかなり増大するため、重要なことである。
【００５２】
実施例３
用いる泡沫のタイプおよび完成マットの基本量以外は実施例２と同じであり、この実施例では、完成マットの基本量は６４．３ｇ／ｍ２である。また、被覆マットを製造するために用いた接着マットと同じ種類の非被覆接着マットは、コントロールとしてつくられた。この実施例では、フルオロポリマーを使用した。用いたフルオロポリマーは、SC、ChesterのOmnova Solutionsから入手可能なＳｅｑｕａｐｅｌ  ＮＲＬである。フルオロポリマー被覆マットおよびコントロールマットの特性は下記のようであった：
コントロールマットのＬＯＩ−２７．６％
被覆マットのＬＯＩ−２９．１％
泡沫添加量−完成マットの約１．５重量％
コントロールマットの通気率−１．６６ＣＭＭ／ｍ２
被覆マットの通気率−１．６ＣＭＭ／ｍ２
コントロールマットの乾燥引張り強さ−３９．６ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
被覆マットの乾燥引張り強さ−３３．２ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
コントロールマットの熱間湿式引張り強さ−１８．３ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
被覆マットの熱間湿式張り強さ−１５．４ｋｇ／７．６２ｃｍ幅
【００５３】
被覆マットを、公認試験により、水中で５０％濃縮のイソプロピルアルコールに対する剥離性（repellency：忌避性）を試験したところ、被覆マットは試験に通ったが、コントロールマットは無惨に失敗した。
【００５４】
実施例４
繊維マットを、上記の実施例１に記載したウェブ形成方法を用いて、長さ１．９ｃｍ、平均直径１３ミクロンのガラス繊維を使用して製造したが、異なっているところは、製品定寸のＶｏｌｔｈ  Ｈｙｄｒｏｆｏｍｅｒ（商標）を用いて湿潤ウェブを製造したことである。このウェブは、完成マットの約７７重量％を構成するように形成した。従来の水性ビニルアクリル改質ユリアホルムアルデヒド接着剤を、実施例１に記載したように製品カーテンコータにより添加し、制御して、その結果得られるマットが約２１乾重量％であるようにした後、十分な量の従来の水性ビニルアクリル改質ユリアホルムアルデヒド接着剤がマットに残った。
【００５５】
Ｚｉｍｍｅｒ  Ｖａｒｉｏｐｒｅｓｓ（商標）を用いて、湿式マットの頂部に塗布した泡沫は、下記のようなものであった：
タイプ−上記のＮｏｖｅｏｎから入手可能な、１０重量％固体濃度のスチレンブタジエンゴム水性泡沫前駆物質であるＰｅｒｆｏｒｍａｘ（登録商標）３７２９Ａ。
発泡-E.T. Oakes Company−Ｍｏｄｅｌ  １４  Ｍ  Ｆｏａｍｅｒを作動して、３８．９ｇｍｓ／ｌｉｔｅｒの気泡密度、約２，５００〜４，７００ＣＰＳの範囲の気泡粘度（ヘリカルパスを有するブルックフィールドおよび６ＲＰＭでのＴｙｐｅ  Ｃ  Ｔ−ｂａｒ）、および１０分後にインホフコーン内の１リットルの泡沫から排出する液体の１０ｍｌの排出（ドレネージ）がもたらされた。
【００５６】
マットの５〜８ｇ／ｍ２の基本量の最終被覆をもたらすのに十分な泡沫を、湿式接着マットに塗布した。次に、この発泡被覆マットを移動ワイアスクリーンベルト上の製品乾燥機中に走行させ、この乾燥機において乾燥させ、約２１０°Ｃに硬化させた。乾燥および硬化したマットは、少数の非被覆スポットを約１つ有し、これは、平均直径約１５ｍｍ／９２ｍ２であった。このマットは、約１１４ｇ／ｍ２の基本量、約１．０３〜約１．５５ＣＭＭ／ｍ２の範囲の通気率を有し、石膏ボードのための仕上げ面として無難に機能を果たした。
【００５７】
実施例５
繊維マットを、実施例４で用いたのと同じ組成、形成条件、および接着剤塗布条件を用いたが、異なる泡沫を使用して製造した。
タイプ−上記のＮｏｖｅｏｎから入手可能な、１２重量％固体濃度のスチレンブタジエンゴム水性泡沫前駆物質であるＰｅｒｆｏｒｍａｘ（登録商標）３７２９Ｂ。
発泡-E.T. Oakes Company−Ｍｏｄｅｌ  １４  Ｍ  Ｆｏａｍｅｒを作動して、３７．４ｇ／ｌの気泡密度、約１４，５００〜１８，３００ＣＰＳの範囲の気泡粘度（螺旋経路を有するブルックフィールドおよび６ＲＰＭでのＴｙｐｅ  ＣＴ−ｂａｒ）、および１０分後にインホフコーン内の１リットルの泡沫から排出する液体の１．５ｍｌの排水（ドレネージ）がもたらされた。
【００５８】
マットの５〜８ｇ／ｍ２の基本量の最終被覆をもたらすのに十分な泡沫を、湿式接着マットに塗布した。次に、この発泡被覆マットを移動ワイアスクリーンベルト上の製品乾燥機中に走行させ、この乾燥機において乾燥させ、約２１０°Ｃに硬化させた。乾燥および硬化したマットは、マットの孔隙を除いてはマット上に非被覆スポットはなかった。このマットは、約１１４ｇ／ｍ２の基本量、約１．０３〜約１．５５ＣＭＭ／ｍ２の範囲の通気率を有し、石膏ボードのための仕上げ面として優れた機能を果たした。
【００５９】
湿式マット方法においてオンラインで泡沫を被覆する本発明の方法は、ラインから外して被覆し、さらに時間をかけて再び乾燥および硬化させること、あるいは乾燥および硬化させた後にインラインで被覆し、次にその被覆マットをライン上で第２のオーブン中に走行させることによって被覆マットを製造するのに現在用いられている、より費用のかかるオフラインでの発泡被覆方法の必要性を完全になくす。
【００６０】
上記実施例は、乾燥および硬化中に泡沫が完全にあるいはほぼ完全に破裂するマットを生成したが、本発明は、崩壊しないか、またはあまり崩壊しない泡沫を選択することも含み、この場合では、完成マットは、被覆マットについて既に述べたのと同じ理由の多くのために有用であり、またさらにより優れた断熱、クッション層、および他の利点も提供する薄い発泡被覆を有することになる。乾燥および硬化中に破裂する上記泡沫よりもさらにいっそう良好な熱安定性を有する、水泡を含めた泡沫は、発泡技術において周知であり、これらの実施形態のために選択することができる。かかる泡沫は、上記に詳述した泡沫よりも多量の界面活性剤または他の泡安定剤を含有するか、あるいは含有率の異なる界面活性剤または他の泡安定剤を含有する。硬化発泡被覆を製造するために選択された泡沫があまり崩壊しない場合、ライン速度を実質的に低下させてマットを乾燥させるか、あるいは浮選乾燥機または連続的な密封乾燥機を用いて乾燥および硬化させることが必要となる。
【００６１】
本発明は、中間製品を薄層で積層した後に曝露されるか、または石膏ボード、断熱ボード、またはブランケットのような製品を表面加工するのに用いられる表面からの繊維の落ち毛を被覆により防止する新規なマットを提供する。本発明はまた、現在のガラスマット表面加工製品を、特に暑く湿気のある状況で取り扱う際によく生じる摩擦または過敏な刺激を低減した、扱いやすい表面も提供する。さらに、本発明の方法は、難燃剤を用いてあるいは膨張性被覆において、既知の方法で泡沫前駆物質または湿式泡沫に機能性成分（複数も可）を組み込むことによって、熱活性化接着剤被覆または他の接着剤被覆、着色コーティングおよび他の機能性被覆剤で、マットの表面を被覆するために用いることも可能である。これまで機能性成分が組み込まれたマットの代わりに発泡被覆剤において機能性成分を組み込むことにより、機能性成分があまり必要とされず、さらに製造費が低減される。
【００６２】
被覆マットは、石膏ウォールボード、種々のタイプの断熱ボード、および木材製品（たとえば、ハードボード（hardboard:板紙）、パーティクルボード、チップボード、延伸ストランドボード、または合板）のような可燃性基材に接着することができる。石膏ボードの場合、湿式石膏ミックスを、被覆マットのうち非被覆表面に対し形成して、繊維ウェブに接着することができる。可燃性基材の場合、被覆マットは、可燃性材料に対して被覆マットのうち非被覆ウェブと接着する任意の接着性難燃剤と接着することができる。
【００６３】
本発明の好適な実施形態を詳細に説明してきたが、記載した本発明内の、および当業者に既知であるかまたは明白である他の機能性添加剤を有する他の実施形態を、本発明の一部と考慮し、併記の特許請求された範囲の本発明に含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施のための、フローコータ接着剤塗布機および泡沫塗布機を有する従来の湿式マット工程ラインの概略図である。
【図２】本発明による接着剤塗布部分および泡沫塗布部分を示した、図１の工程ラインの一部分の概略断面図である。
【図３】本発明による接着剤塗布部分および好適な実施形態の泡沫塗布部分を示した、図１の工程ラインの一部分の概略断面図である。
【図４】本発明による接着剤塗布部分およびさらに別の実施形態の泡沫塗布部分を示した、図１の工程ラインの一部分の概略断面図である。
【図５】本発明による接着剤塗布部分およびさらに別の実施形態の泡沫塗布部分を示した、図１の工程ラインの一部分の概略断面図である。
【図６】泡沫塗布ノズルの配置方法を示した、線６−６に沿った図５に示すシステムの部分平面図である。
【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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