(57)【要約】  断熱パッドは、ガラス繊維のバインダレスパックと、当該ガラス繊維のバインダレスパックの周囲の包囲体と、を備える。前記ガラス繊維は、ニードリングによって機械的に絡合されて、前記バインダレスパックは、１立法フィート当り４．５ポンド〜５．５ポンドの密度を有している。当該断熱パッドは、パイプや容器の断熱のために利用される。
2018524523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維のバインダレスパックを備えた断熱パッドであって、
前記ガラス繊維は、ニードリングによって機械的に絡合されて、前記バインダレスパックは、１立法フィート当り４．５ポンド〜５．５ポンドの密度を有しており、
前記ガラス繊維は、１５ＨＴ〜１９ＨＴの直径範囲を有しており。
包囲体が、前記ガラス繊維のバインダレスパックの周囲に配置されている
ことを特徴とする断熱パッド。
【請求項２】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、９９％〜１００％のガラス、あるいは、９９％〜１００％のガラス及び前記ガラス繊維を互いに結合しない不活性分、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項３】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約２インチの厚さと、７５°Fで４．４〜５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、３００°Fで２．５〜４の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、５００°Fで２．０〜３．０の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、及び、７００°Fで１．４〜２．０の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項４】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約１インチの厚さと、７５°Fで０．２０〜０．２２の間の熱伝導率Ｋ、３００°Fで０．２４〜０．４０の間の熱伝導率Ｋ、５００°Fで０．３４〜０．５０の間の熱伝導率Ｋ、及び、７００°Fで０．４９〜０．７０の間の熱伝導率Ｋを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項５】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、疎水性である
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項６】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが５００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項７】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが１０００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッド。
【請求項８】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約２インチの厚さと、１００°Fで４．５〜５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、３５０°Fで３．５〜４の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、５２５°Fで２．７５〜３．２５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、６７５°Fで２．２５〜２．７５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、及び、８５０°Fで１．７５〜２．２５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の断熱パッド。
【請求項９】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約１インチの厚さと、７５°Fで０．１７５〜０．２５の間の熱伝導率Ｋ、３００°Fで０．２７５〜０．３２５の間の熱伝導率Ｋ、及び、５００°Fで０．４〜０．４５の間の熱伝導率Ｋを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の断熱パッド。
【請求項１０】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、疎水性である
ことを特徴とする請求項２に記載の断熱パッド。
【請求項１１】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが１０００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項２に記載の断熱パッド。
【請求項１２】
外面を有するパイプと、
前記パイプの前記外面上に直接的に配置された断熱パッドと、
を備え、
前記断熱パッドは、ガラス繊維のバインダレスパックを有しており、
前記ガラス繊維は、ニードリングによって機械的に絡合されて、前記バインダレスパックは、１立法フィート当り４．５ポンド〜５．５ポンドの密度を有しており、
前記ガラス繊維は、１５ＨＴ〜１９ＨＴの直径範囲を有しており。
包囲体が、前記ガラス繊維のバインダレスパックの周囲に配置されている
ことを特徴とする断熱パイプ。
【請求項１３】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、９９％〜１００％のガラス、あるいは、９９％〜１００％のガラス及び前記ガラス繊維を互いに結合しない不活性分、を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１４】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約２インチの厚さと、７５°Fで４．４〜５の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、３００°Fで２．５〜４の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、５００°Fで２．０〜３．０の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）、及び、７００°Fで１．４〜２．０の間のＲ値（ｈｒ−ｆｔ2°F／ＢＴＵ）を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１５】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、約１インチの厚さと、７５°Fで０．２０〜０．２２の間の熱伝導率Ｋ、３００°Fで０．２４〜０．４０の間の熱伝導率Ｋ、５００°Fで０．３４〜０．５０の間の熱伝導率Ｋ、及び、７００°Fで０．４９〜０．７０の間の熱伝導率Ｋを有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１６】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、疎水性である
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１７】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが５００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１８】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが１０００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【請求項１９】
前記ガラス繊維のバインダレスパックは、当該断熱パッドが１０００°Ｆの表面温度を有するパイプに直接的に設置される時でも、損傷されない
ことを特徴とする請求項１２に記載の断熱パイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の説明〕
本願は、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｐａｃｋ  ｆｒｏｍ  Ｆｉｂｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する２０１１年９月３０日出願の米国仮特許出願第６１／５４１，１６２号に基づく優先権を主張する「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｐａｃｋ  ｆｒｏｍ  Ｆｉｂｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する２０１２年１０月１日出願の米国特許出願第１３／６３２，８９５号の一部継続出願である、
「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｗｅｂ  ｆｒｏｍ  Ｆｉｂｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８３９，３５０号の一部継続出願である、
「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｗｅｂ  ｆｒｏｍ  Ｆｉｂｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する２０１４年４月２２日出願の米国特許出願第１４／４６５，９０８号の一部継続出願である。
本願は、「Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する２０１４年６月１３日出願の米国仮特許出願第６２／０１１，８９０号に基づく優先権を主張する。
米国特許出願第１４／４６５，９０８号、米国特許出願第１３／８３９，３５０号及び米国特許出願第１３／６３２，８９５号、並びに、米国仮特許出願第６１／５４１，１６２号及び米国仮特許出願第６２／０１１，８９０号は、それらの全体が当該引用によって本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
繊維状材料は、ウェブ、パック、バット（ｂａｔｔ）及びブランケットを含む様々な製品に成形することができる。繊維状材料のパックは、非限定的な例である、建造物、建造物構成要素、電気器具及び航空機のための断熱及び防音を含む、多くの用途に使用することができる。繊維状材料のパックは、典型的には、紡糸機（ｆｉｂｅｒｉｚｅｒ）、成形フード、炉、トリミング及び包装機械を含むプロセスによって形成される。典型的なプロセスはまた、湿式バインダ、バインダ回収水及び洗浄水システムの使用も含む。
【発明の概要】
【０００３】
本願は、断熱パッドと、当該断熱パッドに用いられ得る様々な異なる断熱材料と、を開示する。一実施形態において、断熱パッドは、バインダレスのガラス繊維のパックと、当該バインダレスのガラス繊維のパックの周囲の包囲体と、を備えている。ガラス繊維は、二―ドリングによって機械的に絡合され、バインダレスのパックは、４．５〜５．５ポンド／立方フィートの密度を有している。断熱パッドは、パイプ及び容器を断熱するために利用される。
【０００４】
ウェブ、バット、並びにウェブ及びバットの製造方法の他の利点は、添付の図面を考慮しながら読む時、以下の詳細な説明から当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】ガラス繊維のバインダレスの積層ウェブ又はパックを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【０００６】
【図１Ｂ】ガラス繊維のバインダレスの絡合ウェブを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【０００７】
【図１Ｃ】ガラス繊維のバインダレスの積層及び絡合ウェブ又はパックを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【０００８】
【図２Ａ】乾式バインダを含むガラス繊維の積層ウェブ又はパックを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【０００９】
【図２Ｂ】乾式バインダを含むガラス繊維のバインダレスの絡合ウェブを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【００１０】
【図２Ｃ】乾式バインダを含むガラス繊維のバインダレスの積層及び絡合ウェブ又はパックを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【００１１】
【図２Ｄ】乾式バインダを含むガラス繊維のバインダレスの積層及び絡合ウェブ又はパックを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャートである。
【００１２】
【図３Ａ】ガラス繊維のバインダレスの積層ウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００１３】
【図３Ｂ】ガラス繊維のバインダレスの絡合ウェブを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００１４】
【図３Ｃ】ガラス繊維のバインダレスの積層及び絡合ウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００１５】
【図３Ｄ】ガラス繊維のバインダレスの積層及び絡合ウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００１６】
【図３Ｅ】例示的な蓄積構成の概略図である。
【００１７】
【図３Ｆ】例示的な分流構成の概略図である。
【００１８】
【図４】ガラス繊維のウェブを形成するための成形装置の概略図である。
【００１９】
【図５】乾式バインダを含むガラス繊維のウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００２０】
【図５Ａ】乾式バインダを含むガラス繊維のウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００２１】
【図５Ｂ】乾式バインダを含むガラス繊維のウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００２２】
【図６】繊維状材料のパックを形成するプロセスの概略立面図である。
【００２３】
【図７】繊維状材料からパックを形成するプロセスの概略平面図である。
【００２４】
【図８】乾式バインダを含むガラス繊維のウェブ又はパックを形成するための例示的な装置の概略図である。
【００２５】
【図９Ａ】図８の９Ａ−９Ａ線に沿って描かれた断面図である。
【００２６】
【図９Ｂ】図８の９Ａ−９Ａ線に沿って描かれた断面図である。
【００２７】
【図１０Ａ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００２８】
【図１０Ｂ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００２９】
【図１０Ｃ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００３０】
【図１０Ｄ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００３１】
【図１０Ｅ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００３２】
【図１０Ｆ】断熱製品の例示的な実施形態の概略図である。
【００３３】
【図１０Ｇ】断熱バット又はパックの例示的な実施形態の概略図である。
【００３４】
【図１０Ｈ】断熱バット又はパックの例示的な実施形態の概略図である。
【００３５】
【図１０Ｉ】断熱バット又はパックの例示的な実施形態の概略図である。
【００３６】
【図１１】ステープル繊維を製造するための構成の概略図である。
【００３７】
【図１２】調理レンジの斜視図である。
【００３８】
【図１２Ａ】調理レンジの斜視図である。
【００３９】
【図１３】レンジ内の繊維ガラス断熱体の例示的な実施形態を示す正面断面図である。
【００４０】
【図１３Ａ】レンジ内の繊維ガラス断熱体の例示的な実施形態を示す正面断面図である。
【００４１】
【図１４】レンジ内の繊維ガラス断熱体の例示的な実施形態を示す側断面図である。
【００４２】
【図１４Ａ】レンジ内の繊維ガラス断熱体の例示的な実施形態を示す側断面図である。
【００４３】
【図１５Ａ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから圧縮成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【図１５Ｂ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから圧縮成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【図１５Ｃ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから圧縮成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【００４４】
【図１６Ａ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから真空成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【図１６Ｂ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから真空成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【図１６Ｃ】バインダレス又は乾式バインダ入の繊維ガラスバットから真空成形繊維ガラス製品を製造する方法の例示的な実施形態を示す。
【００４５】
【図１７】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００４６】
【図１８】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００４７】
【図１９】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００４８】
【図２０】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００４９】
【図２１】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５０】
【図２２】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５１】
【図２３】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５２】
【図２４】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５３】
【図２５】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５４】
【図２６】絡合装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【００５５】
【図２７Ａ】断熱パック及び包囲体の例示的な実施形態を示す平面図である。
【００５６】
【図２７Ｂ】図２７Ａの断熱パック及び包囲体の側断面図である。
【００５７】
【図２７Ｃ】包囲体内の断熱パックを示す側断面図である。
【００５８】
【図２７Ｄ】断熱パック及び包囲体から形成される断熱パッドを示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
次に、本発明の特定の例示的な実施形態を随時参照しながら、本発明が説明される。もっとも、本発明は、異なる形態で具体化され得て、本明細書で説明される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全であるように、そして、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように、提供されるものである。
【００６０】
別に定義されない限り、本明細書で用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって普通に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において本発明の説明に用いられる用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図したものではない。本発明の説明及び添付の特許請求の範囲に用いられる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明白に別に指示しない限り、複数形を同様に含むことが意図されている。
【００６１】
特段の指示のない限り、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる、長さ、幅、高さなどの寸法の量を表す全ての数は、全ての場合において、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語によって修飾されているものと理解されたい。従って、特段の指示のない限り、本明細書及び特許請求の範囲で説明される数値的特性は、本発明の実施形態において得ようとする6所望の特性に応じて変化し得る近似である。本発明の広い範囲を説明する数値範囲及びパラメータが近似であるにも関わらず、特定の例において説明される数値は可能な限り正確に報告されている。しかし、いずれの数値も、それらのそれぞれの計測値において見いだされる誤差から必然的に生じる特定の誤差を本来的に含んでいる。
【００６２】
当該説明及び図面は、繊維状材料からパックを形成する改善された方法を開示する。一般に、改善された連続的方法は、紡糸された材料に湿式バインダを付与する伝統的な方法を、繊維のバット又はパックを何らのバインダ（即ち、繊維を互いに結合する材料）も用いずに作製する新規な方法で、及び／又は、繊維のバット又はパックを乾式バインダを用いて作製する新規な方法で、置き換える。
【００６３】
「繊維状材料」という用語は、本明細書で用いられる場合、溶融材料を延伸する又は細くすることによって形成される任意の材料を意味するものと定義される。「パック」という用語は、本明細書で用いられる場合、接着剤により及び／又は機械的絡合により互いに接合された繊維状材料によって形成される任意の製品を意味するものと定義される。
【００６４】
図１Ａ及び図３Ａは、繊維状材料からパック３００（図３Ａ参照）を形成する連続プロセス又は方法１００の第１の例示的な実施形態を示している。方法１００のステップを囲む破線１０１は、当該方法が、以下でより詳しく説明されるように連続的方法であることを示す。方法及びパックは、ガラス繊維に関して説明されるが、当該方法及びパックは、非限定的な例である岩石、スラグ及び玄武岩などの他の鉱物材料から形成される繊維性製品の製造にも同様に適用可能である。
【００６５】
図１Ａを参照すると、ガラスが溶融される（１０２）。例えば、図３Ａは、溶融装置３１４を概略的に示している。溶融装置３１４は、溶融ガラス３１２をフォアハース３１６に供給することができる。溶融装置及びフォアハースは当技術分野で知られているので、ここでは説明されない。溶融ガラス３１２は、所望の化学組成を与えるような割合で組み合わされた様々な原材料から形成することができる。
【００６６】
再び図１Ａを参照すると、溶融ガラス３１２が処理されて、ガラス繊維３２２が形成される（１０４）。溶融ガラス３１２は、繊維３２２を形成するための様々な異なる方法で処理することができる。例えば、図３Ａに示される例において、溶融ガラス３１２は、フォアハース３１６から１つ又はそれ以上の回転式紡糸機３１８へ流れる。回転式紡糸機１８は、溶融ガラス３１２を受け、その後、ガラス繊維３２２のヴェール３２０を形成する。より詳細に後述されるように、回転式紡糸機３１８によって形成されるガラス繊維３２２は、長く細い。従って、長く細いガラス繊維３２２を形成するのに十分な、回転式又は別の方式の、任意の所望の紡糸機を使用することができる。図３Ａに示される実施形態は１つの回転式紡糸機３１８を示しているが、任意の所望の数の回転式紡糸機３１８を使用することができることを認識されたい。別の例示的な実施形態では、繊維３２２は、火炎吹き飛ばし法によって形成される。
【００６７】
長く細い繊維は、多様な異なる形態を取ることができる。例示的な一実施形態において、長く細い繊維は、約０．２５インチから約１０．０インチまでの範囲の長さ、及び、約９ＨＴから約３５ＨＴまでの範囲の直径寸法を有する。ＨＴは、１０万分の１インチを表す。例示的な一実施形態において、繊維３２２は、約１．０インチから約５．０インチまでの範囲の長さ、及び、約１４ＨＴから約２５ＨＴまでの範囲の直径寸法を有する。例示的な一実施形態において、繊維３２２は、約３インチの長さ、及び、約１６−１７ＨＴの平均直径を有する。理論によって拘束されるものではないが、比較的長く細い繊維の使用は、短く太い繊維を有する同様のサイズのパックよりも、優れた遮熱及び遮音性能、並びにより高い引張り強度及び／又はより高い接着強度などの優れた強度特性、を有するパックを有利にもたらすと考えられる。
【００６８】
繊維がガラス繊維である例示的な実施形態において、バインダレスという用語は、繊維状材料、ウェブ、及び／又はパックが、９９％若しくは１００％のガラスのみ、又は、９９％若しくは１００％のガラスに不活性含有物を加えたもの、を含むことを意味する。不活性含有物とは、ガラス繊維を互いに結合しない任意の材料である。例えば、本明細書で説明される例示的なバインダレスの実施形態において、ガラス繊維３２２は、当該ガラス繊維が形成された後、選択的に潤滑剤で被覆又は部分的に被覆されることができる。例えば、ガラス繊維３２２は、当該ガラス繊維を互いに結合しない任意の潤滑材料で被覆されることができる。例示的な一実施形態において、潤滑剤は、シロキサン、ジメチルシロキサン及び／又はシランなどのシリコーン化合物とすることができる。潤滑剤はまた、油又は油乳濁液のような他の材料又は材料の組合せとすることができる。油又は油乳濁液は、鉱油若しくは鉱油乳濁液及び／又は植物油若しくは植物油乳濁液とすることができる。
【００６９】
ガラス繊維は、多様な異なる方法で、潤滑剤で被覆又は部分的に被覆することができる。例えば、潤滑剤をガラス繊維３２２に吹き付けることができる。例示的な実施形態において、潤滑剤は、ガラス繊維３２２が製造プロセスを通して移動して種々の装置並びに他のガラス繊維と接触する際の当該ガラス繊維３２２の損傷を防ぐように構成される。潤滑剤はまた、製造プロセスにおける塵埃を減らすのに有用であり得る。選択的な潤滑剤の塗工は、任意の所望の構造、機構又は装置によって正確に制御することができる。
【００７０】
図１Ａを参照すると、バインダ又は繊維を互いに結合する他の材料を含まない繊維のウェブ３２１が形成される（１０６）。ウェブ３２１は、多様な異なる方法で形成することができる。図３Ａに示す例において、ガラス繊維３２２は選択的な収集部材３２４によって集められる。収集部材３２４は、ガラス繊維３２２を受ける形状及びサイズにされる。収集部材３２４は、ガラス繊維３２２を、例えばウェブ３２１を形成する成形装置３３２のような下流の処理ステーションへ移送するためのダクト３３０へ、振り分ける（ｄｉｖｅｒｔ）ように構成される。他の実施形態において、ガラス繊維３２２は、運搬機構（図示せず）上に集められてウェブを形成することができる。
【００７１】
成形装置３３２は、所望の厚さを有する繊維状材料の連続乾式ウェブ３２１を形成するように構成することができる。１つの例示的な実施形態において、この出願で開示される乾式ウェブ３２１は、約０．２５インチから約４インチまでの範囲の厚さ、及び、約０．２ｌｂ／ｆｔ3から約０．６ｌｂ／ｆｔ3までの範囲の密度を有することができる。１つの例示的な実施形態において、この出願で開示される乾式ウェブ３２１は、約１インチから約３インチまでの範囲の厚さ、及び、約０．３ｌｂ／ｆｔ3から約０．５ｌｂ／ｆｔ3までの範囲の密度を有することができる。１つの例示的な実施形態において、この出願で開示される乾式ウェブ３２１は、約１．５インチの厚さ、及び、約０．４ｂ／ｆｔ3の密度を有することができる。成形装置３３２は、多様な異なる形態を取ることができる。ガラス繊維の乾式ウェブ３２１を形成するための任意の構成を使用することができる。
【００７２】
１つの例示的な実施形態において、成形装置３３２は、成型面と、より高圧又はより低圧の区域と、を有する回転ドラムを含む。図４を参照すると、成形面４６２の繊維３２２が収集される側４６０の圧力Ｐ１は、反対側４６４の圧力Ｐ２よりも高い。この圧力損失ΔＰが繊維３２２を成形面４６２上に集めて乾式ウェブ３２１を形成させる。１つの例示的な実施形態において、成形面４６２を横切る圧力損失ΔＰは、低圧力であるように制御され、低い面積当り重量のウェブが生成される。例えば、圧力損失ΔＰは、約０．５インチ水から３０インチ水までとすることができる。この低い圧力損失ΔＰを結果としてもたらす、形成中のウェブを通り抜けて移動する空気の速度Ｖは、毎分１，０００フィートまでとすることができる。
【００７３】
低い面積当り重量のウェブ３２１は、約５乃至約５０グラム毎平方フィートの（単位）面積当り重量を有する。低い面積当り重量のウェブは、上記の密度及び厚さの範囲を有することができる。低い面積当り重量のウェブは、約２．５インチから約４インチまでの範囲の厚さ、約１インチから約３インチまでの範囲の厚さ、又は約１．５インチの厚さを有することができる。低い面積当り重量のウェブは、約０．２ｌｂ／ｆｔ3から約０．６ｌｂ／ｆｔ3までの範囲の密度、約０．３ｌｂ／ｆｔ3から約０．５ｌｂ／ｆｔ3までの範囲の密度、又は約０．４ｌｂ／ｆｔ3の密度を有することができる。図３Ａを参照すると、乾式ウェブ３２１は、成形装置３３２から出てくる。１つの例示的な実施形態において、低い面積当り重量のウェブ３２１は、計測された面積当り重量分布変動係数＝シグマ（１標準偏差）／平均値（平均）×１００％＝０％と４０％との間である。例示的な実施形態において、当該重量分布変動係数は、３０％未満、２０％未満又は１０％未満である。１つの例示的な実施形態において、重量分布変動係数は、２５％と３０％との間、例えば約２８％である。１つの例示的な実施形態において、当該重量分布変動係数は、約２８％である。当該重量分布変動係数は、大きい例えば６ｆｔ×１０ｆｔの試料の、複数の小さい例えば２インチ”× ２インチ”の試料面積サイズを、ライトテーブルを用いて計測することにより得られる。
【００７４】
例示的な一実施形態では、ウェブ３２１の繊維３２２は、当該ウェブの他の方向ではなく当該ウェブの特定の方向に繊維を整列させるべく、操作される。この整列は、様々な異なる態様で達成され得る。例えば、繊維３２２は、それらが成形装置３３２によってウェブ３２１に形成される前、あるいはその時に、延伸され得る。繊維３２２は、また、ウェブ３２１が成形装置によって形成された後に、当該ウェブ３２１を延伸することによって整列され得る。繊維３２２は、当該繊維を回転ドラム４６２（図８参照）に適用して薄層化する、及び／または、当該回転ドラムの速度を制御する（典型的には増大する）ことによっても整列され得る。繊維３２２は、また、ウェブ３２１を圧縮する、まとめる（ｂｕｎｃｈ）、または、押し潰す（ａｃｏｒｄｉａｎ）ことによっても、整列され得る。整列された繊維を有するウェブは、本発明の任意の実施形態において利用され得る。例示的な一実施形態では、繊維の整列は、ウェブ３２１、ウェブ３２１から製造される積層ウェブ３５０、及び、ウェブ３２１または積層ウェブ３５０から製造される任意の製品、の強度を増大させる。整列された繊維を有するウェブ３２１は、本明細書で説明されるように絡合されてもよいし、絡合されなくてもよい。バインダは、本明細書で説明されるように、整列された繊維またはウェブ３２１に適用され得る。
【００７５】
例示的な一実施形態では、ウェブ３２１の繊維３２２は、当該ウェブの幅の方向におけるよりも、及び、当該ウェブの厚さの方向におけるよりも、当該ウェブの走行方向３９０（図３Ａ参照）においてより繊維を整列させるべく、操作される。この整列は、様々な異なる態様で達成され得る。例えば、繊維３２２は、それらが成形装置３３２によってウェブ３２１に形成される前、あるいはその時に、延伸され得る。繊維３２２は、また、ウェブ３２１が成形装置によって形成された後に、当該ウェブ３２１を走行方向３９０に延伸することによって整列され得る。積層ウェブ３５０の繊維は、例えば交差折重ね機構によって積層ウェブ３５０を延伸することによっても、整列され得る。繊維３２２は、当該繊維を回転ドラム４６２（図８参照）に適用して薄層化する、及び／または、当該回転ドラムの速度を制御する（典型的には増大する）ことによっても整列され得る。例えば、ドラム上に収集された整列された繊維の薄いウェブの厚さは、２インチ未満であり得て、例えば０．０６２５インチと２インチとの間であり、例えば０．１２５インチと１．５インチとの間であり、例えば０．１８７インチと１．２５インチとの間であり、例えば０．２５インチと１インチとの間であり、例えば０．２５インチと０．５インチとの間であり、例えば０．２５インチであり得る。整列された繊維を有するウェブは、本発明の任意の実施形態において利用され得る。例示的な一実施形態では、繊維の整列は、ウェブ３２１、ウェブ３２１から製造される積層ウェブ３５０、及び、ウェブ３２１または積層ウェブ３５０から製造される任意の製品、の引っ張り強度を増大させ、厚さを低減し、及び／または、（単位）面積当り重量を低減する。整列された繊維を有するウェブ３２１は、本明細書で説明されるように絡合されてもよいし、絡合されなくてもよい。バインダは、本明細書で説明されるように、整列された繊維またはウェブ３２１に適用され得る。
【００７６】
例示的な一実施形態では、ウェブ３２１の繊維３２２は、当該ウェブの走行方向３９０におけるよりも、及び、当該ウェブの厚さの方向におけるよりも、当該ウェブの幅の方向においてより繊維を整列させるべく、操作される。この整列は、様々な異なる態様で達成され得る。例えば、繊維３２２は、それらが成形装置３３２によってウェブ３２１に形成される前、あるいはその時に、延伸され得る。繊維３２２は、また、ウェブ３２１が成形装置によって形成された後に、当該ウェブ３２１を幅の方向に延伸することによって整列され得る。繊維は、例えば機械方向３９０に対して９０°でウェブ３２１の交差折重ねをする交差折重ね機構によってウェブが積層ウェブの幅を規定するべく折重ねられる前に、走行方向３９０に当該ウェブ３２１を延伸することによって、積層ウェブ３５０の幅に関して整列され得る。繊維は、例えば交差折重ね機構によってウェブ３２１が積層化された後に、当該積層ウェブの幅の方向に積層ウェブ３５０を延伸することによっても、整列され得る。繊維３２２は、当該繊維を回転ドラム４６２（図８参照）に適用して薄層化する、及び／または、当該回転ドラムの速度を制御する（典型的には増大する）ことによっても、ウェブ３２１の幅の方向または積層ウェブの幅の方向に整列され得る。ウェブの幅の方向に整列された繊維を有するウェブ及び積層ウェブは、本発明の任意の実施形態において利用され得る。例示的な一実施形態では、繊維の整列は、ウェブ３２１、ウェブ３２１から製造される積層ウェブ３５０、及び、ウェブ３２１または積層ウェブ３５０から製造される任意の製品、の引っ張り強度を増大させ、厚さを低減し、及び／または、（単位）面積当り重量を低減する。整列された繊維を有するウェブ３２１は、本明細書で説明されるように絡合されてもよいし、絡合されなくてもよい。バインダは、本明細書で説明されるように、整列された繊維またはウェブ３２１に適用され得る。
【００７７】
例示的な一実施形態では、ウェブ３２１の繊維３２２は、当該ウェブの走行方向３９０におけるよりも、及び、当該ウェブの幅の方向におけるよりも、当該ウェブの厚さの方向においてより繊維を整列させるべく、操作される。この整列は、様々な異なる態様で達成され得る。例えば、繊維３２２は、ウェブ３２１が成形装置によって形成された後に、ウェブの走行方向３９０にウェブ３２１を纏める（ｂｕｎｃｈ）、圧縮する、または、押し潰す（ａｃｏｒｄｉａｎ）ことによって、整列され得る。繊維は、ウェブが例えば交差折重ね機構によって折重ねられる前に、走行方向３９０にウェブ３２１を纏める（ｂｕｎｃｈ）、圧縮する、または、押し潰す（ａｃｏｒｄｉａｎ）ことによっても、積層ウェブ３５０の厚さに関して整列され得る。繊維は、ウェブ３２１が積層化された後、積層ウェブの幅の方向、及び／または、走行方向３９０に積層ウェブ３５０を纏める（ｂｕｎｃｈ）、圧縮する、または、押し潰す（ａｃｏｒｄｉａｎ）ことによっても、整列され得る。ウェブの厚さの方向に整列された繊維を有するウェブ及び積層ウェブは、本発明の任意の実施形態において利用され得る。例示的な一実施形態では、繊維の整列は、ウェブ３２１、ウェブ３２１から製造される積層ウェブ３５０、及び、ウェブ３２１または積層ウェブ３５０から製造される任意の製品、の圧縮強度を増大させ、厚さを増大させ、及び／または、（単位）面積当り重量を増大させる。整列された繊維を有するウェブ３２１は、本明細書で説明されるように絡合されてもよいし、絡合されなくてもよい。バインダは、本明細書で説明されるように、整列された繊維またはウェブ３２１に適用され得る。
【００７８】
図１Ａに示される例において、ウェブ３２１又は多重ウェブは、積層されている（１０８）。例えば、単一のウェブ３２１を機械方向に折り重ねるか又は機械方向に対して９０度で交差折り重ね（ｃｒｏｓｓ−ｌａｐｐｅｄ）を行って、積層ウェブ３５０を形成することができる。別の実施形態では、ウェブを複数部分に切断し、当該部分を互いの上に積み重ねて、積層ウェブを形成することができる。さらに別の例示的な実施形態では、１つ又はそれ以上の二重紡糸機３１８及び成形装置３３２を、２つ又はそれ以上のウェブが平行に連続的に製造されるように、実装することができる。次いで、平行なウェブを互いの上に積み重ねて、積層ウェブを形成する。
【００７９】
１つの例示的な実施形態において、積層機構３３２は、コンベア３３６と連係して機能する折重ね機構又は交差折重ね機構である。コンベア３３６は、矢印Ｄ１で示す機械方向で動くように構成される。折重ね機構又は交差折重ね機構は、連続ウェブ３２１を受けて、第１のコンベアが機械方向Ｄ１に動いているときに連続ウェブの交互層を当該第１のコンベア３３６上に堆積させるように構成される。当該堆積プロセスにおいて、折重ね機構３３４が、矢印Ｄ１で示す機械方向に交互層を形成することになるか、又は、交差折重ね機構３３４が、交差機械方向に交互層を形成することになるであろう。付加的なウェブ３２１を形成し、付加的な折重ね又は交差折重ね機構によって折重ね又は交差折重ねを行って、層の数及び処理能力を増大させることができる。
【００８０】
１つの例示的な実施形態において、交差折重ね機構は、連続ウェブを損傷しないよう、当該連続ウェブ３２１の移動を正確に制御してコンベア３３６上に当該連続ウェブを堆積させるように、構成される。交差折重ね機構は、任意の所望の構造を含むことができ、任意の所望の方式で動作するように構成することができる。１つの例示的な実施形態において、交差折重ね機構は、機械方向Ｄ１に対して９０度で前後に動くように構成されたヘッド（図示せず）を含む。当該実施形態において、可動ヘッドの速度は、交差機械方向の両方向におけるヘッドの動きが実質的に同じになるように調整され、それにより、得られる繊維体（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｂｏｄｙ）の層の均一性がもたらされるようになっている。例示的な一実施形態では、交差折重ね機構は、コンベア３３６の中心線に中心を揃えて構成された垂直コンベア（図示せず）を含む。垂直コンベアは、コンベア３３６の上方でピボット機構により揺動して、コンベア３３６上に連続ウェブを堆積させるように、さらに構成される。交差折重ね機構の複数の例を前述したが、交差折重ね機構は、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができることを認識されたい。
【００８１】
積層ウェブ３５０は、任意の所望の厚さを有することができる。積層ウェブの厚さは、幾つかの変数の関数である。第１に、積層ウェブ３５０の厚さは、成形装置３３２によって形成される連続ウェブ３２１の厚さの関数である。第２に、積層ウェブ３５０の厚さは、積層機構３３４が連続ウェブ３２１の層をコンベア３３６上に堆積させる速度の関数である。第３に、積層ウェブ３３４の厚さは、コンベア３３６の速度の関数である。図示された実施形態において、積層ウェブ３５０は、約０．１インチから約２０．０インチまでの範囲の厚さを有する。例示的な実施形態において、交差折重ね機構３３４は、１層から６０層までを有する積層ウェブ３５０を形成することができる。選択的に、交差折重ね機構は調節可能とすることができ、それにより交差折重ね機構３３４が任意の所望の幅を有するパックを形成することが可能になる。特定の実施形態において、パックは、約９８．０インチから約２３６．０インチまでの範囲の全般的な幅を有することができる。
【００８２】
１つの例示的な実施形態において、積層ウェブ３５０は、図１Ａの破線ボックス１０１によって示された連続プロセスで製造される。紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２に直接送られる（即ち、この繊維は、収集されて梱包され、その後、遠隔の成形装置での使用のために開梱される、というものではない）。ウェブ３２１は、積層装置３５２に直接供給される（即ち、ウェブは、形成されて巻き上げられ、その後、遠隔の積層装置３５２での使用のために巻き出される、というものではない）。連続プロセスの例示的な実施形態において、各々のプロセス（図１Ａの成形及び積層）は紡糸プロセスに接続されており、その結果、紡糸機からの繊維は、後の使用のために保管されることなく、他のプロセスによって使用されるようになっている。連続プロセスの別の例示的な実施形態においては、１つ又は複数の紡糸機３１８が、成形装置３３２及び積層装置３５２によって必要とされるよりも大きい処理能力（スループット）を有し得る。そのため、繊維は、プロセスを連続させるために紡糸機３１８によって成形装置３３２に必ずしも連続的に供給される必要はない。例えば、紡糸機３１８は、連続プロセスにおいて同じ工場内で蓄積されて成形装置３３２に供給される繊維のバッチを製造することができるが、この繊維は、連続プロセスにおいて、圧縮され、出荷され、再開梱されることはない。連続プロセスの別の例として、紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２へ、及び別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品のために、交互に振り分けることができる。連続プロセスの別の例において、紡糸機３１８によって製造された繊維の一部分は、連続的に成形装置３３２へ振り向けられ、繊維の残りの部分は、別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品のために振り向けられる。
【００８３】
図３Ｅは、図３Ａ−図３Ｄに示すいずれかの例において、繊維３２２を蓄積機３９０により収集することができることを示す。矢印３９２は、繊維３２２が、蓄積機３９０によって、制御された方式で成形装置３３２に供給されることを示す。繊維３２２は、成形装置３３２に供給される前に、繊維を冷やすために所定時間にわたって蓄積機３９０内に滞留することができる。１つの例示的な実施形態において、繊維３２２は、繊維３２２が蓄積機３９０に供給されるのと同じ速度で、蓄積機３９０によって成形装置３３２に供給される。それゆえ、この例示的な実施形態において、繊維が蓄積機内で滞留して冷える時間は、蓄積機内の繊維３２２の量によって決定される。この例において、滞留時間は、蓄積機内の繊維の量を、繊維が蓄積機によって成形装置３３２に供給される速度で割った値となる。別の例示的な実施形態において、蓄積機３９０は、繊維の供給を選択的に開始及び停止することができ、及び／又は、繊維を供給する速度を調節することができる。
【００８４】
図３Ｆは、図３Ａ−３Ｄに示すいずれかの例において、繊維３２２を分流（ｄｉｖｅｒｔｉｎｇ）機構３９８によって成形ステーション３３２と第２の成形ステーション３３２’との間で選択的に振り分けることができることを示す。１つの例示的な実施形態において、図３Ａ−３Ｄに示す実施形態は、蓄積機３９０と分流機構３９８の両方を有することができる。
【００８５】
１つの例示的な実施形態において、ウェブ３２１は、比較的厚く、且つ、低い面積当り重量を有するが、それでもなお連続プロセスは高い処理能力を有し、紡糸機によって製造される全ての繊維がウェブを作るために使用される。例えば、ウェブ３２１の単一層は、約５乃至約５０グラム毎平方フィートの面積当り重量を有することができる。低い面積当り重量のウェブは、前述の密度及び厚さの範囲を有することができる。高生産量連続プロセスは、約７５０ｌｂｓ／ｈｒと１５００ｌｂｓ／ｈｒとの間、例えば、少なくとも９００ｌｂｓ／ｈｒ又は少なくとも１２５０ｌｂｓ／ｈｒで製造することができる。積層ウェブ３５０は、多様な異なる用途に使用することができる。
【００８６】
図１Ｂ及び図３Ｂは、バインダを使用せずに繊維状材料からパック３００（図３Ｂ参照）を形成する方法１５０の第２の例示的な実施形態を示す。方法１５０のステップを囲む破線１５１は、この方法が連続的方法であることを示す。図１Ｂを参照すると、ガラスが溶融される（１０２）。ガラスは、図３Ａに関して前述したように、溶融することができる。溶融ガラス３１２を処理して、ガラス繊維３２２を形成する（１０４）。溶融ガラス３１２は、図３Ａに関して前述したように処理されて、繊維３２２を形成することができる。バインダ又は繊維を互いに結合する他の材料を含まない繊維のウェブ３２１が形成される（１０６）。ウェブ３２１は、図３Ａに関して前述したように形成することができる。
【００８７】
図１Ｂを参照すると、ウェブ３２１の繊維３２２が機械的に絡合されて（２０２）、絡合ウェブ３５２（図３Ｂ参照）が形成される。図３Ｂを参照すると、ウェブ３２１の繊維は、ニードリング装置のような絡合機構３４５によって機械的に絡合することができる。絡合機構３４５は、ウェブ３２１の個々の繊維３２２を絡合するように構成される。ガラス繊維を絡合することで、ウェブの繊維を互いに束縛する。絡合は、ウェブの引張り強度及び剪断強度などの機械的特性を向上させる。図示した実施形態において、絡合機構３４５はニードリング機構である。他の実施形態において、絡合機構３４５は、非限定的な例であるスティッチング機構を含む、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せを含むことができる。
【００８８】
図１７乃至図２４を参照して、絡合装置３４５は、様々な異なる形態を有し得る。図１７乃至図２４は、現存する絡合装置の幾つかの例を図示している。図１７は、回転タッカー１７０２を図示している。図１８は、下向き動作ニードルルーム１８０２を図示している。図１９は、上向き動作ニードルルーム１９０２を図示している。図２０は、ダブル下向き動作ニードルルーム２００２を図示している。図２１は、ダブル上向き動作ニードルルーム２１０２を図示している。図２２は、シングル上向き動作及びシングル下向き動作ニードルルーム２２０２を図示している。図２３は、ダブル上向き動作及びダブル下向き動作ニードルルーム２２０２を図示している。図２４は、楕円ニードルルームを図示している。楕円ニードルルームは、図１８乃至図２３に図示された形態のいずれにも適合し得て、楕円動作または他の線形動作を伴う。
【００８９】
例示的な一実施形態において、絡合装置３４５は、複数の絡合ユニットないしルーム（織機）を有する。複数の絡合ユニットないしルームは、同一形態であってもよいし、異なる形態であってもよい。任意の数の絡合ユニットないしルームの数が含まれ得る。例示的な一実施形態では、絡合装置３４５は、ウェブ３２１及び／または積層ウェブ３５０を、上方から及び／または下方から任意の回数で任意の順序で絡合するように構成され得る。例えば、絡合装置３４５は、図１７乃至図２４に図示された絡合装置の２以上の任意の順序での任意の組合せを有し得る。
【００９０】
例示的な幾つかの実施形態において、絡合装置は、ウェブの他側よりもウェブ３２１の一側において、より多い繊維の絡合を提供し、ウェブの異なる領域、例えばウェブ３２１の異なる深さ、及び／または、ウェブの異なる側、で絡合の異なるタイプを提供する。例示的な一実施形態では、ウェブ３２１の繊維３２２は、選択的に、当該繊維または当該繊維の部分を、ウェブの幅の方向及びウェブの厚さの方向におけるよりもウェブの走行方向３９０においてより整列させるべく、絡合装置によって操作される。
【００９１】
図２５に図示された例示的な一実施形態では、絡合装置３４５は、２つのニードルルームを有している。当該２つのニードルルームは、図示のような「２回下向き」形態２００２であり得て、両方のルームが、ウェブ３２１上に押圧し得るか（図２１参照）、あるいは、１つのルームがウェブ３２１に上から作用して他のルームが下からウェブに作用し得る（図２２参照）。図２５を参照して、図示の実施形態では、ウェブ３２１は絡合装置３４５に入って、より薄い絡合ウェブ３５２として絡合装置３４５を得る。
【００９２】
図２６に図示された例示的な一実施形態では、絡合装置３４５は、２つの異なるタイプの絡合ユニットを有している。当該異なる絡合ユニットは、様々な異なる形態を有し得る（例えば、図１７乃至図２４参照）。例えば、第１絡合ユニットは、回転タッカー１７０２であり得るし、ウェブの上面と底面との両方でウェブに作用する他の絡合装置であり得る。第２絡合ユニットは、ニードルルーム１８０２であり得るし、ウェブ３２１の片側に作用する他の絡合装置であり得る。図示の絡合装置は、上面からウェブに作用するが、底面からウェブに作用するように構成されてもよい。絡合ユニット１７０２、１８０２の順序は、ウェブの両側に作用する絡合ユニット１７０２の上流にウェブの片側のみに作用する絡合ユニット１８０２があるというように、反転され得る。図２６を参照して、図示の実施形態では、ウェブ３２１は絡合装置に入って、中間厚さウェブ２６１０に絡合される。中間厚さウェブ２６１０は、更に、第２絡合ユニットによって絡合されて、薄い絡合ウェブ３５２．０が形成される。
【００９３】
例示的な一実施形態では、絡合装置は、矢印１７５０によって示された方向にウェブ３２１が前進するのと同期して、または略同期して、前進するように構成される。例えば、絡合ユニットは、ウェブ３２１との係合中、矢印３９０の方向に前進し得て、ウェブから離れる時、元の位置に戻る。回転タッカー１７０２及び／または楕円ルーム２４０２の回転層度は、ウェブ３２１の速度に基づいて、当該ウェブ３２１の速度との当該絡合装置の同期ないし略同期を提供するべく、選択され得る。
【００９４】
本願の実施形態の全てに関して、ウェブ３２１は、図１７及び図１８の実施形態の機械的な絡合前に積層化され得る。図１８の実施形態において、ウェブ３２１は、絡合装置１８０２及び絡合装置１８０４の両方の前に、及び／または、絡合装置１８０２、１８０４の間で、積層化され得る。
【００９５】
絡合ウェブ３５２は、任意の所望の厚さを有することができる。絡合ウェブの厚さは、成形装置３３２によって形成される連続ウェブ３２１の厚さと、絡合機構３４５による連続ウェブ３２１の圧縮量との関数である。例示的な実施形態において、絡合ウェブ３５２は、約０．１インチから約２．０インチまでの範囲の厚さを有する。例示的な実施形態において、絡合ウェブ３５２は、約０．５インチから約１．７５インチまでの範囲の厚さを有する。例えば、１つの例示的な実施形態において、絡合ウェブの厚さは約１／２”（インチ）である。
【００９６】
１つの例示的な実施形態において、絡合ウェブ３５２は、連続プロセス１５１で製造される。紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２に直接送られる（即ち、この繊維は、収集されて梱包され、その後、遠隔の成形装置での使用のために開梱される、というものではない）。ウェブ３２１は、絡合装置３４５に直接供給される（即ち、ウェブは、形成されて巻き上げられ、その後、遠隔の絡合装置３４５での使用のために巻き出される、というものではない）。絡合ウェブ３５２は、多様な異なる用途に使用することができる。連続プロセスの例示的な実施形態において、各々のプロセス（図１Ｂの成形及び絡合）は紡糸プロセスに接続されており、その結果、紡糸機からの繊維は、後の使用のために保管されることなく、他のプロセスによって使用されるようになっている。連続プロセスの別の例示的な実施形態において、１つ又は複数の紡糸機３１８は、成形装置３３２及び／又は絡合装置３４５によって必要とされるよりも大きい処理能力を有し得る。それゆえ、繊維は、プロセスを連続させるために紡糸機３１８によって成形装置３３２に必ずしも連続的に供給される必要はない。例えば、紡糸機３１８は、連続プロセスにおいて同じ工場内で蓄積されて成形装置３３２に供給される繊維のバッチを製造することができるが、この繊維は、連続プロセスにおいて、圧縮され、出荷され、再開梱されることはない。連続プロセスの別の例として、紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２へ、及び別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品用に、交互に振り分けることができる。連続プロセスの別の例において、紡糸機３１８によって製造された繊維の一部分は、連続的に成形装置３３２へ振り向けられ、繊維の残りの部分は、別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品用に振り向けられる。
【００９７】
図３Ｄは、単一層高密度パック３００を形成するための、図３Ｂに示した実施形態と類似の装置の例示的な実施形態を示す。例えば、図３Ｄに示す実施形態は、図３Ｂに示す実施形態によって製造される最高密度のパックよりも密度の高いパック３００を製造することができる。図３Ｄの装置は、図３Ｂの実施形態に対応するが、圧縮機構３７５が成形ステーション３３２と絡合機構３４５との間に設けられる点、及び／又は、絡合機構３４５が圧縮機構を含む点で異なる。圧縮機構３７５は、ウェブ３２１が絡合機構３４５に送られる前に矢印３７７で示されるようにウェブ３２１を圧縮し、及び／又は、ウェブ３２１は圧縮機構の入口で圧縮される。形成される絡合ウェブ３５２は、高密度を有する。圧縮機構は多様な異なる形態を取ることができる。圧縮機構３４５の例としては、それらに限定されないが、ローラ、ベルト、回転タッカー、付加的なニードリング機構、絡合ウェブ３５２と反対側のベルトの側に負圧をかけた穴あきベルト（図４に示す同様の例を参照）、列挙した圧縮機構の任意の組合せを含む任意の機構、列挙した圧縮機構の任意の特徴の任意の組合せを含む任意の機構、などが挙げられる。ウェブを圧縮するための任意の構成を使用することができる。絡合機構３４５が圧縮機構を含むとき、圧縮機構３７５は、図３Ｄに示す単一層高密度パック３００の実施形態において省略することができる。圧縮機構３７５及び／又は絡合機構３４５によって行われる圧縮は、圧縮及び／又はニードリングの任意の組合せとすることができ、それは、繊維を絡合させることに加えてパックを圧縮する。高密度パックを製造するための圧縮及びニードリングの順序の例としては、それらに限定されないが、ローラによる圧縮とその後のニードリング、２回のニードリング、ローラによる圧縮とその後の２回のニードリング、３回のニードリング、予備ニードリング−上からのニードリング−下からのニードリング、予備ニードリング−下からのニードリング−上からのニードリング、ローラによる圧縮−上からのニードリング−下からのニードリング、及び、ローラによる圧縮−下からのニードリング−上からのニードリング、が挙げられる。
【００９８】
図３Ｄの高密度絡合ウェブ３５２は、任意の所望の厚さを有することができる。絡合ウェブの厚さは、成形装置３３２によって形成される連続ウェブ３２１の厚さと、圧縮機構３７５及び絡合機構３４５による連続ウェブ３２１の圧縮量と、の関数である。例示的な実施形態において、図３Ｄの高密度絡合ウェブ３５２は、約０．１インチから約５インチまでの範囲の厚さを有する。例示的な実施形態において、高密度絡合ウェブ３５２は、約０．２５０インチから約３．０インチまでの範囲の厚さを有する。例示的な実施形態において、高密度絡合ウェブは、０．４ｌｂ／ｆｔ3から約１２ｌｂ／ｆｔ3までの範囲の密度を有する。１つの例示的な実施形態において、図３Ｄの高密度絡合ウェブ３５２は、図３Ｂに関して説明したのと同じ方法で、連続プロセスで製造される。
【００９９】
図１Ｃ及び図３Ｃは、バインダを使用せずに繊維状材料からパック３７０（図３Ｃ参照）を形成する方法１７０の別の例示的な実施形態を示している。図１Ｃを参照すると、ガラスが溶融される（１０２）。方法１７０のステップを囲む破線１７１は、この方法が連続的方法であることを示している。ガラスは、図３Ａに関して前述したように、溶融することができる。再び図１Ｃを参照すると、溶融ガラス３１２が処理されて、ガラス繊維３２２が形成される（１０４）。溶融ガラス３１２は、図３Ａに関して前述したように処理されて、繊維３２２を形成することができる。図１Ｃを参照すると、バインダ又は繊維を互いに結合する他の材料を含まない繊維のウェブ３２１が形成される（１０６）。ウェブ３２１は、図３Ａに関して前述したように形成することができる。図１Ｃを参照すると、ウェブ３２１又は複数のウェブが積層される（１０８）。ウェブ３２１又は多重ウェブは、図３Ａに関して前述したように積層することができる。図１Ｃを参照すると、積層ウェブ３５０の繊維３２２が機械的に絡合されて（３０２）、積層ウェブの絡合パック３７０が形成される。
【０１００】
図３Ｃを参照すると、積層ウェブ３５０の繊維は、ニードリング装置のような絡合機構３４５によって機械的に絡合することができる。絡合機構３４５は、積層ウェブの層を形成する個々の繊維３２２を絡合するように構成される。ガラス繊維３２２を絡合することで、積層ウェブ３５０の繊維を互いに束縛してパックが形成される。機械的絡合は、引張り強度及び剪断強度などの機械的特性を向上させる。図示した実施形態において、絡合機構３４５はニードリング機構である。他の実施形態においては、絡合機構３４５は、非限定的な例としてスティッチング機構を含む、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せを含むことができる。
【０１０１】
積層ウェブ３５０の絡合パック３７０は、任意の所望の厚さを有することができる。絡合パックの厚さは、幾つかの変数の関数である。第１に、絡合パックの厚さは、成形装置３３２によって形成される連続ウェブ３２１の厚さの関数である。第２に、絡合パック３７０の厚さは、折重ね又は交差折重ね機構３３４が連続ウェブ３２１の層をコンベア３３６上に堆積させる速度の関数である。第３に、絡合パック３７０の厚さは、コンベア３３６の速度の関数である。第４に、絡合パック３７０の厚さは、絡合機構３４５による積層ウェブ３５０の圧縮量の関数である。絡合パック３７０は、約０．１インチから約２０．０インチまでの範囲の厚さを有することができる。例示的な実施形態において、絡合パック３７０は、１層から６０層までを有することができる。各々の絡合ウェブ層３５２は、０．１乃至２インチ厚にすることができる。例えば、各々の絡合ウェブ層は、約０．５インチ厚にすることができる。
【０１０２】
１つの例示的な実施形態において、絡合パック３７０は、連続プロセスで製造される。紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２に直接送られる（即ち、この繊維は、収集されて梱包され、その後、遠隔の成形装置での使用のために開梱される、というものではない）。ウェブ３２１は、積層装置３５２に直接供給される（即ち、ウェブは、形成されて巻き上げられ、その後、遠隔の積層装置３５２での使用のために巻き出される、というものではない）。積層ウェブ３５０は、絡合装置３４５に直接供給される（即ち、積層ウェブは、形成されて巻き上げられ、その後、遠隔の絡合装置３４５での使用のために巻き出される、というものではない）。連続プロセスの例示的な実施形態において、各々のプロセス（図１Ｃの成形、積層及び絡合）は紡糸プロセスに接続されており、その結果、紡糸機からの繊維は、後の使用のために保管されることなく、他のプロセスによって使用されるようになっている。連続プロセスの別の例示的な実施形態において、１つ又は複数の紡糸機３１８は、成形装置３３２、積層装置３５２、及び／又は絡合装置によって必要とされるよりも大きい処理能力を有し得る。そのため、繊維は、プロセスを連続させるために紡糸機３１８によって成形装置３３２に必ずしも連続的に供給される必要はない。例えば、紡糸機３１８は、連続プロセスにおいて同じ工場内で蓄積されて成形装置３３２に供給される繊維のバッチを製造することができるが、この繊維は、連続プロセスにおいて、圧縮され、出荷され、再開梱されることはない。連続プロセスの別の例として、紡糸機３１８によって製造された繊維は、成形装置３３２へ、及び別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品用に、交互に振り分けることができる。連続プロセスの別の例において、紡糸機３１８によって製造された繊維の一部分は、連続的に成形装置３３２に振り向けられ、繊維の残りの部分は、別の成形装置へ、又は他の何らかの使用若しくは製品用に振り向けられる。
【０１０３】
例示的な実施形態において、積層ウェブの絡合パック３７０は、比較的厚く、且つ、低い面積当り重量を有するウェブ３２１又は複数のウェブから作られるが、それでもなお連続プロセスは高い処理能力を有し、紡糸機によって製造される全ての繊維が絡合パックを作るために使用される。例えば、ウェブ３２１の単一層が、前述の面積当り重量、厚さ、及び密度を有することができる。高生産量連続プロセスは、約７５０ｌｂｓ／ｈｒと１５００ｌｂｓ／ｈｒとの間、例えば、少なくとも９００ｌｂｓ／ｈｒ又は少なくとも１２５０ｌｂｓ／ｈｒを製造することができる。例示的な実施形態において、連続プロセスの高いウェブ処理能力とニードリングのような機械的絡合との組合せは、ウェブの折重ね又は交差折重ねのようなウェブ３２１の積層によって容易になる。ウェブ３２１を積層することにより、積層装置を通って移動する材料の直線速度は、ウェブが形成される速度より遅くなる。例えば、連続プロセスにおいて、２層ウェブは、ウェブが形成される速度の１／２の速度で絡合装置３４５内を移動することになる（３層の場合は１／３の速度、等）。この速度の低減が、高処理量で低い面積当り重量のウェブ３２１が形成され、複数層の機械的に絡合されたパック３７０に変換される、という連続プロセスを可能にする。積層ウェブの絡合パック３７０は、多様な異なる用途に使用することができる。
【０１０４】
例示的な実施形態において、長く細い繊維の積層及び絡合は、強いウェブ３７０を結果としてもたらす。例えば、この出願において説明される長く細いガラス繊維の絡合は、高引張り強度及び高接着強度を有する積層絡合ウェブを結果としてもたらす。引張り強度は、ウェブ３７０が当該ウェブの長さ又は幅の方向に引っ張られたときのウェブ３７０の強度である。接着強度は、ウェブ３７０が当該ウェブの厚さ方向に引き離されるときのウェブの強度である。
【０１０５】
引張り強度及び接着強度は、多様な異なる方法で試験することができる。１つの例示的な実施形態において、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）機などの機械が、ウェブ３７０を一定速度（後述する例においては１２インチ毎秒）で引っ張り、ウェブを引き離すのに要した力の量を計測する。ウェブを引き離すのに要した力が、ウェブが裂けるか又は損傷するまでにウェブに加えられたピーク力を含めて記録される。
【０１０６】
引張り強度を試験する１つの方法において、長さ方向の引張り強度は、ウェブの端部をウェブの幅に沿って固定し、ウェブ３７０をウェブの長さに沿って機械により一定速度（以下に示す例では１２インチ毎秒）で引っ張り、ウェブの長さ方向に加えられたピーク力を記録することによって計測される。幅方向の引張り強度は、ウェブの側部をウェブの幅に沿って固定し、ウェブ３７０をウェブの幅に沿って一定速度（以下に示す例では１２インチ毎秒）で引っ張り、加えられたピーク力を記録することによって計測される。長さ方向の引張り強度と幅方向の引張り強度との平均を取って、試料の引張り強度が決定される。
【０１０７】
接着強度を試験する１つの方法において、所定のサイズ（以下に示す例では６”×６”）の試料が準備される。試料の各側面が、基板に例えば糊付けにより接着される。試料の両側の基板を機械により一定速度（以下に示す例では１２インチ毎秒）で引き離し、加えられたピーク力を記録する。加えられたピーク力を試料の面積（以下に示す例では６”×６”）で割ると、力／面積の単位で接着強度が与えられる。
【０１０８】
以下の例は、層状絡合ウェブ３７０の強度の増大を示すために提示される。これらの例において、バインダは全く含まれていない。即ち、水性バインダも乾式バインダも含まれていない。これらの例は、特許請求の範囲において明示的に述べられない限り、本発明の範囲を限定するものではない。４層、６層、及び８層を有する層状絡合ウェブの例が提示される。しかし、層状絡合ウェブ３７０には、任意の数の層を設けることができる。層状絡合ウェブ３７０試料の長さ、幅、厚さ、折重ねの数、及び重量は、ウェブ３７０の用途に応じて変えることができる。図３Ｄに示す稠密な単一層の実施形態において、単一層高密度パック３００は、以下の６つの段落における同じ厚さの例よりも高い、例えば２倍又はそれ以上高い、平方フィート当りの重量を有することができる。
【０１０９】
１つの例示的な実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は、複数層、例えば２つの折重ね（即ち、４層）を有し、０．５インチ厚と２．０インチ厚の間であり、０．１ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔとの間の重量毎平方フィートを有し、３ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、４０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約４０乃至約１２０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比を有する。例示的な一実施形態において、この試料の接着強度は０．１ｌｂｓ／平方ｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間である。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆより大きく、接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きく、接着強度は７．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きく、接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きく、接着強度は２０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間であり、接着強度は０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔと３０ｌｂｓ／ｓｑｆｔとの間である。
【０１１０】
１つの例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば２つの折重ね（即ち、４層）を有し、０．５インチ厚と１．７５インチ厚との間であり、０．１２ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．２７ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間の重量毎平方フィートを有し、３ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、４０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約４０乃至約１２０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比、並びに１ｌｂ／ｓｑｆｔより大きい接着強度を有する。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は、３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間である。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆより大きく、接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きく、接着強度は７．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きく、接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きく、接着強度は２０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆの間であり、接着強度は０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔと３０ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間である。
【０１１１】
１つの例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば２つの折重ね（即ち、４層）を有し、０．５インチ厚と１．２５インチ厚の間であり、０．２ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔとの間の重量毎平方フィートを有し、１０ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、７５ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約７５乃至約１２０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比を有する。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間である。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は３ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は３ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きく、接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きく、接着強度は１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
【０１１２】
例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば３つの折重ね（即ち、６層）を有し、１．０インチ厚と２．２５インチ厚の間であり、０．１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．４ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間の重量毎平方フィートを有し、５ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、４０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約４０乃至約１４０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比を有する。例示的な一実施形態において、この試料の接着強度は０．１ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆと２０ｌｂｆとの間である。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は０．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は３．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きく、接着強度は０．４０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は０．６ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きく、接着強度は０．９ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は５ｌｂｆと２０ｌｂｆとの間であり、接着強度は０．１ｌｂｓ／ｓｑｆｔと４ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間である。
【０１１３】
１つの例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば３つの折重ね（即ち、６層）を有し、１．０インチ厚と１．５０インチ厚との間であり、０．２５ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．４ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間の重量毎平方フィートを有し、９ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、５０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約５０乃至約１４０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比を有する。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は９ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間である。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は０．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は３．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は９ｌｂｆより大きく、接着強度は０．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１２．５ｌｂｆより大きく、接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１３．７５ｌｂｆより大きく、接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
【０１１４】
１つの例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば４つの折重ね（即ち、８層）を有し、０．８７５インチ厚と２．０インチ厚との間であり、０．１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．４ｌｂｓ／ｓｑｆｔの間の重量毎平方フィートを有し、３ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、４０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい、例えば約４０乃至約１３０ｌｂｆ／ｌｂｍの引張り強度対重量の比を有する。例示的な一実施形態において、ウェブは０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい接着強度を有する。例示的な一実施形態において、この試料の接着強度は０．１ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間である。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は０．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は３ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は４ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は７．５ｌｂｆより大きく、接着強度は．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。１つの例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は３ｌｂｆと１５ｌｂｆとの間であり、接着強度は０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔと１５ｌｂｓ／ｓｑｆｔとの間である。
【０１１５】
例示的な一実施形態において、ウェブ３７０の６インチ×１２インチの試料は複数層、例えば４つの折重ね（即ち、８層）を有し、１．０インチ厚と２．０インチ厚との間であり、０．１ｌｂｓ／ｓｑｆｔと０．３ｌｂｓ／ｓｑｆｔとの間の重量毎平方フィートを有し、９ｌｂｆより大きい引張り強度を有し、７０ｌｂｆ／ｌｂｍより大きい引張り強度対重量の比を有する。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きい。
例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は０．５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１．０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は２ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は３ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は４ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の接着強度は１０ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。例示的な一実施形態において、本段落で説明される試料の引張り強度は１０ｌｂｆより大きく、接着強度は５ｌｂｓ／ｓｑｆｔより大きい。
【０１１６】
例示的な実施形態において、図１Ａ−図１Ｃ及び図３Ａ−図３Ｃによって作製される絡合ウェブは、以下の表１に示す範囲の組み合わされた物理特性を有する。
【０１１７】
【表１】
2018524523.tif 000003
【０１１８】
ＵＳ  ２０１０／０１５１２２３  Ａ１、及び／または、ＵＳＰ  ６５２７０１４，  ５９３２４９９，  ５５２３２６４  及び  ５０５５４２８は、それらの全体が当該引用により本明細書に組み入れられる。１つの例示的な実施形態において、本出願において特定される繊維直径及び繊維長は、紡糸機又は他の紡糸機によって提供されたものであるが繊維の形成後にそれ以外の加工が施されていない、という一群の繊維のうちの大多数の繊維に関連する。別の例示的な実施形態において、本出願において特定される繊維直径及び繊維長は、紡糸機又は他の紡糸機によって提供されたものであるが繊維の形成後にそれ以外の加工が施されていない一群の繊維であって、少数の又は任意の数の繊維がその繊維直径及び／又は繊維長を有する、というものに関する。
【０１１９】
図２Ａ−図２Ｃは、図１Ａ−図１Ｃの実施形態に類似するが、ウェブ５２１（図５参照）が乾式又は非水性バインダを用いて形成される（２６０）方法の例示的な実施形態を示す。図２Ａの方法２００は、図１Ａの方法１００に概ね対応する。図２Ｂの方法２５０は、図１Ｂの方法１５０に概ね対応する。図２Ｃの方法２７０は、図１Ｃの方法１７０に概ね対応する。
【０１２０】
図２Ｄは、図２Ｃの方法２７０に類似の方法２９０を０示す。図２Ｄにおいて、破線のボックス内のステップは、選択的なものである。図２Ｄに示す例示的な実施形態において、乾式バインダは、ウェブが形成される前の代わりに（又はそれに加えて）、選択的に、ステップ２９２でウェブに、及び／又はステップ２９４で積層ウェブに、添加することができる。例えば、ステップ２９２が含まれる場合、乾式バインダを用いずにウェブを形成することができ、次いで乾式バインダが積層の前に及び／又は積層中にウェブに添加される。ステップ２９４が含まれる場合、乾式バインダを用いずにウェブを形成し、積層することができ、次いで乾式バインダが積層ウェブに添加される。
【０１２１】
図５を参照すると、乾式バインダ（大きい矢印で示す）は、プロセス中の様々な異なる時点で繊維３２２及び／又はウェブ５２１に添加することができる。矢印５２５は、乾式バインダを収集部材において又はその上方で繊維３２２に添加することができることを示す。矢印５２７は、乾式バインダをダクト３３０内で繊維３２２に添加することができることを示す。矢印５２９は、乾式バインダを成形装置３３２内で繊維３２２に添加することができることを示す。矢印５３１は、乾式バインダを、ウェブ３２１が成形装置３３２から出た後でウェブに添加することができることを示す。矢印５３３は、乾式バインダを、ウェブ３２１が積層装置３３４によって積層される際にウェブに添加することができることを示す。矢印５３５は、乾式バインダを、ウェブ３２１が積層された後でウェブに添加することができることを示す。矢印５３７は、乾式バインダを、炉５５０内でウェブ３２１又は積層ウェブに添加することができることを示す。図８を参照すると、矢印８２７は、乾式バインダを、ダクト３３０内で紡糸機に近い位置で繊維３２２に添加することができることを示す。矢印８２９は、乾式バインダを、ダクト３３０内でダクトのエルボにおいて繊維３２２に添加することができることを示す。矢印８３１は、乾式バインダを、ダクト３３０内でダクトの出口端において繊維に添加することができることを示す。矢印８３３は、乾式バインダを、ドラム形の成形面を有する成形装置３３２内で繊維３２２に添加することができることを示す。任意の方法で乾式バインダを繊維３２２又はウェブ３２１に添加して、乾式バインダを有するウェブ５２１を形成することができる。
【０１２２】
図５Ａは、図５の実施形態に類似するが、但し、繊維３２２が蓄積機５９０によって収集される実施形態である。矢印５９２は、繊維３２２が、蓄積機５９０によって、制御された方式で成形装置３３２に供給されることを示す。繊維３２２は、成形装置３３２に供給される前に、当該繊維を冷やすために所定時間にわたって蓄積機５９０内に滞留することができる。１つの例示的な実施形態において、繊維３２２は、繊維３２２が蓄積機５９０に供給されるのと同じ速度で、蓄積機５９０によって成形装置３２２に供給される。それゆえ、この例示的な実施形態において、繊維が蓄積機内で滞留して冷える時間は、蓄積機内の繊維３２２の量によって決定される。この例において、滞留時間は、蓄積機内の繊維の量を、繊維が蓄積機によって成形装置３３２に供給される速度で割った値となる。別の例示的な実施形態において、蓄積機３９０は、繊維の供給を選択的に開始及び停止することができ、及び／又は、繊維を供給する速度を調節することができる。乾式バインダは、図５に示すいずれかの位置で繊維３２２に加えることができる。さらに、乾式バインダは、矢印５９４で示すように蓄積機内で、及び／又は、矢印５９６で示すように、繊維が蓄積機５９０から成形装置３３２へ移送される際に、繊維３２２に付与することができる。
【０１２３】
図５Ｂは、図５の実施形態に類似するが、但し、繊維３２２を成形装置３３２と第２の成形装置との間で、及び／又は他の何らかの使用のために、分流機構５９８によって選択的に振り分けることができる実施形態である。１つの例示的な実施形態において、図５に示す実施形態は、蓄積機５９０及び分流機構５９８の両方を有することができる。乾式バインダは、図５に示すいずれかの位置で繊維３２２に付与することができる。さらに、乾式バインダは、矢印５９５で示すように分流機構内で、及び／又は、矢印５９７で示すように、繊維が分流機構５９８から成形装置３３２に移送される際に、繊維３２２に付与することができる。
【０１２４】
例示的な実施形態において、乾式バインダは、紡糸機３１８から下流のかなり離れた位置で繊維３２２に付与される。例えば、乾式バインダは、繊維の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が紡糸機における繊維及び周囲空気の温度よりもかなり低い、という位置で繊維に付与することができる。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、繊維の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が、乾式バインダが溶融する温度又は乾式バインダが完全に硬化又は反応する温度より低い、という位置で付与される。例えば、熱可塑性バインダを、繊維３２２の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が当該熱可塑性バインダの融点より低い、という製造ライン内の地点で付与することができる。熱硬化性バインダは、繊維３２２の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が当該熱硬化性バインダの硬化温度より低い、という製造ライン内の地点で付与することができる。即ち、当該熱硬化性バインダは、繊維３２２の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が当該熱硬化性バインダが十分に反応するか又は当該熱硬化性バインダの完全な架橋が起る温度より低い、という地点で付与することができる。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、繊維３２２の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が３００°Ｆより低い、という製造ライン内の地点で付与することができる。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、繊維３２２の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度が２５０°Ｆより低い、という製造ライン内の地点で付与することができる。１つの例示的な実施形態において、図５内の矢印５２７、５２９、５３１、５３３、及び５３５で示される位置における繊維の温度及び／又は繊維の周囲の空気の温度は、乾式バインダが溶融するか又は完全に硬化する温度より低い。
【０１２５】
１つの例示的な実施形態において、バインダ・アプリケータは、乾燥粉末用に構成された噴霧器である。当該噴霧器は、噴霧力が調節可能であるように構成され得て、それにより、繊維状材料の連続ウェブ内への乾燥粉末の滲透が多くなるように又は少なくなるようにすることを可能にする。代替的に、バインダ・アプリケータは、例えば、乾式バインダをガラス繊維の連続ウェブ３２１の中に引き込むのに十分な真空装置などの、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。例えば、乾式バインダは、ベール梱包（ｂａｌｅ）形態で供給されるバインダ繊維を含むことができる。バインダ・アプリケータは、ベールオープナー及び送風機を含み、これは、ベール梱包を開俵し、バインダ繊維を互いから分離し、バインダ繊維をダクト内に吹き込み、そこでバインダが繊維ガラスの繊維と混合される。乾式バインダは、粉末を含むことができる。バインダ・アプリケータは、バインダ粉末を空気ノズルに送出するスクリュー送出機を含むことができ、当該空気ノズルは、バインダ粉末をダクト内に送出し、そこでバインダ粉末が繊維と混合される。乾式バインダは、非水液体を含むことができる。バインダ・アプリケータは、ダクト内に液体バインダを送出するノズルを含むことができ、ダクト内でバインダが繊維と混合される。
【０１２６】
図９、図９Ａ及び図９Ｂは、繊維又は粉末形態、繊維形態、又は非水液体形態などのバインダ９００が、改造されたエアラッパ（ａｉｒ  ｌａｐｐｅｒ）９０２によって付与される例示的な実施形態を示している。エアラッパは、当技術分野で周知である。エアラッパの例は、それらの全体が当該引用により本明細書に組み入れられる、ＵＳＰ  ４２６６９６０，  ５６０３７４３，  ４２６３０３３  及び  ＷＯ  ９５／３００３６に開示されている。ＵＳＰ  ４２６６９６０，  ５６０３７４３，  ４２６３０３３  及び  ＷＯ  ９５／３００３６に開示されているエアラッパのいずれの特徴も、本特許出願に概略的に示されたエアラッパ９０２において用いることができる。エアラッパの１つの既存の型は、エア・フル。・ベール・ラッパ（Ａｉｒ  Ｆｕｌｌ  Ｖｅｉｌ  Ｌａｐｐｅｒ）（ＡＦＶＬ）である。図９、図９Ａ及び図９Ｂに示されるエアラッパ９０２は、当該エアラッパがバインダ９００を付与するように構成される点で、従来のエアラッパと異なる。
【０１２７】
図８は、回転式紡糸機３１８、随意の収集部材３２４、ダクト３３０、及び成形装置３３２を示す。図８に示す装置は、典型的には、図５に示す溶融装置３１４及びフォアハース３１６もまた含む。図５に示す溶融装置３１４、フォアハース、及び他の構成要素は、図面を簡単にするために図８では省略されている。
【０１２８】
図８を参照すると、成形装置３３２は、所望の厚さを有する繊維状材料の連続ウェブ３２１を形成するように構成することができる。成形装置３３２は、多様な異なる形態を取ることができる。ガラス繊維のウェブ３２１を形成するための任意の構成を使用することができる。図８に示す例示的な実施形態において、成形装置３３２は、成形面４６２と、より高圧又はより低圧の区域と、を有する、回転ドラム９１０を含む。面４６２を横切る圧力損失ΔＰを用いた繊維の収集は、図４に関して説明した通りである。
【０１２９】
図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、エアラッパ９０２は、第１の送風機９２０及び第２の送風機９２２を含む。エアラッパは、送風により、例えば第１及び第２の送風機９２０、９２２による交互の送風により、動作する。送風機９２０は、ダクト内を成形面４６２に向かって移動する繊維に対して（対抗して）空気流を与え、他方、送風機９２２は、空気流を与えない（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。制御された時間の後、送風機９２２は、ダクト内を成形面４６２に向かって移動する繊維に対して（対抗して）空気流を与え、他方、送風機９２０は空気流を与えない。この第１及び第２の送風機９２０、９２２による交互動作が、成形面４６２上に収集される繊維３２２の一様な分布をもたらす。
【０１３０】
図９、図９Ａ及び図９Ｂに示すエアラッパ９０２は、送風機９２０、９２２の各々が１つ又はそれ以上のバインダ導入装置９０４を含む点で、従来のエアラッパと異なる。バインダ導入装置９０４は、多様な異なる形態を取ることができる。例えば、バインダ導入装置９０４は、図示したように送風機９２０、９２２の筐体９３２の内部９３０にバインダ９００を供給することができ、又は、バインダ導入装置は、送風機９２０、９２２の空気流中にバインダ９００を導入するように配置することができる。例えば、バインダ導入装置のノズルは、送風機９２０、９２２の空気流中にバインダを供給することができる。バインダ導入装置の例は、それらに限定されないが、ノズルと、送風機９２０、９２２より少ない空気流を与える送風機と、を含む。１つの例示的な実施形態において、バインダ導入装置９０４は、送風機９２０、９２２が送風していないときに筐体９３２の内部９３０にバインダ９００を注入する。次いで、送風機９２０、９２２がオンになると、内部９３０が加圧され、バインダ９００が内部９３０から繊維空気流内へ運ばれる。空気流内で、エアラッパからの空気は、繊維を動かして、成形面４６２上の繊維の分布に形成効果を与え、空気はまた、バインダを注入して空気流中の繊維と混合させる。
【０１３１】
図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、エアラッパ９０２は、バインダ９００を繊維３３２の中へと混合させ、これが成形面４６２上に集まってウェブ３２１を形成する。１つの例示的な実施形態において、送風機９２０が、ダクト内を成形面４６２に向かって移動する繊維に対して（対抗して）空気流９２１を与えるとき、バインダ導入装置９０４は、バインダ９００を当該送風機９２０へ導入し、当該送風機９２０によって与えられる空気流９２１は、当該バインダを繊維３２２と混合させる（図９Ａ及び図９Ｂ内に示す）。同様に、当該実施形態において、送風機９２２が、ダクト内を成形面４６２に向かって移動する繊維に対して（対抗して）空気流９２１を与えるとき、バインダ導入装置９０４は、バインダ９００を送風機９２２へ導入し、送風機９２２によって与えられる空気流９２１は、当該バインダを繊維３２２と混合させる（送風機９２２によって与えられる空気流は図示されていないが、送風機９２０によって与えられる空気流と同じである）。結果として、バインダ９００が繊維３２２と均一に混合される。
【０１３２】
乾式バインダは、多様な異なる形態を取ることができる。繊維３２２を互いに保持してウェブ５２１を形成する任意の非水媒体を用いることができる。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、初めに繊維に付与される際に、実質的に１００％の固体から成る。「実質的に１００％の固体」という用語は、本明細書で用いられる場合、バインダの重量（バインダが乾燥又は硬化した後でなく、バインダが付与される際）の約２％に等しいか又はそれ未満、好ましくは１％に等しいか又はそれ未満の希釈剤、例えば水、を含む任意のバインダ材料を意味する。しかし、特定の実施形態では、バインダは、具体的な用途及び設計の要件に応じて任意の所望量の希釈剤、例えば水、を含むことができることを認識されたい。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、液体形態で付与されることはなく、さらに水ベースでもない、熱可塑性樹脂ベースの材料である。他の実施形態において、乾式バインダは、非限定的な例であるポリマー性熱硬化性樹脂を含む、他の材料又は他の材料の混合物とすることができる。乾式バインダは、非限定的な例である、粉末、粒子、繊維及び／又はホットメルトを含む、任意の形態又は形態の組合せを有することができる。ホットメルトポリマーの例としては、それらに限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アタクチックポリプロピレン、ポリブテン−１、スチレンブロック共重合体、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、スチレンブロック共重合体、ポリエステルなどが挙げられる。１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、ホルムアルデヒド無添加乾式バインダであり、これは当該乾式バインダがホルムアルデヒドを含まないことを意味する。しかし、ホルムアルデヒドを含まない乾式バインダが燃焼したときにホルムアルデヒドが形成される可能性がある。１つの例示的な実施形態においては、硬化した繊維のパックを包装、保管及び出荷用に圧縮することができ、設置されるときにその厚さが元に戻る（「かさ高性（ｌｏｆｔ）回復」として知られるプロセス）、というように十分な乾式バインダが付与される。
【０１３３】
図２Ａ乃至図２Ｄ及び図５に示される例において、ガラス繊維３２２は、乾式バインダがガラス繊維に付与される前又は後に、随意に潤滑剤で被覆又は部分的に被覆することができる。例示的な実施形態において、潤滑剤は、乾式バインダの後で付与され、ガラス繊維３２２への乾式バインダの付着性を強化する。潤滑剤は、前述の潤滑剤のいずれかとすることができる。
【０１３４】
図５を参照すると、未反応の乾式バインダを含む連続ウェブ５２１は、成形装置３３２から随意の積層機構３３４へ移送される。積層機構は、多様な異なる形態を取ることができる。例えば、積層機構は、ウェブ３２１を機械方向Ｄ１に積層する折重ね機構、又は機械方向に対して実質的に直交する方向にウェブを折り重ねる交差折重ね機構とすることができる。バインダレス・ウェブ３２１を積層するための上記の交差折重ね装置を用いて、未反応乾式バインダを含むウェブ５２１を積層することができる。
【０１３５】
例示的な実施形態において、連続ウェブ５２１の乾式バインダは、硬化炉５５０内で熱硬化するように構成される。例示的な実施形態において、乾式バインダが繊維３２２を互いに保持するので、硬化炉５５０が絡合機構３４５を置き換える。別の例示的な実施形態では、硬化炉５５０及び絡合機構３４５の両方が含まれる。
【０１３６】
図６及び図７は、全体に６１０で示される、繊維状材料からパックを形成する方法の別の例示的な実施形態を模式的に示している。図６を参照すると、溶融ガラス６１２が、溶融装置６１４からフォアハース６１６に供給される。溶融ガラス６１２は、所望の化学組成を与えるような割合で組み合わされた種々の原材料から形成することができる。溶融ガラス６１２は、フォアハース６１６から複数の回転式紡糸機６１８へ流れる。
【０１３７】
図６を参照すると、回転式紡糸機６１８は、溶融ガラス６１２を受け、その後、高温気体の流れに同伴するガラス繊維６２２のヴェール６２０を形成する。より詳細に後述されるように、回転式紡糸機６１８によって形成されるガラス繊維６２２は長く細い。従って、長く細いガラス繊維２２を形成するのに十分な、回転式又は別の方式の、任意の所望の紡糸機を使用することができる。図６及び図７に示す実施形態は２台の回転式紡糸機６１８を示すが、本出願において説明される任意の実施形態において、任意の所望の数の回転式紡糸機１８を使用することができることを認識されたい。
【０１３８】
高温気体の流れは、非限定的な例である環状送風機（図示せず）又は環状バーナ（図示せず）などの選択的な送風機構によって生成することができる。一般に、送風機構は、ガラス繊維６２２のヴェール６２０を、所与の方向、通常下向き、に向けるように構成される。高温気体の流れは、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの任意の組合せによって生成することができる。
【０１３９】
図６に示すように、選択的な噴霧機構６２６は、回転式紡糸機６１８の下方に配置することができ、水又は他の流体の微細液滴をヴェール６２０内の高温気体に噴霧して、高温気体流を冷却すること、繊維６２２を接触損傷から保護すること、及び／又は、繊維６２２の接着能力を高めること、を補助するように構成することができる。噴霧機構６２６は、水の微細液滴をヴェール６２０内の高温気体に噴霧して、高温気体流を冷却すること、繊維６２２を接触損傷から保護すること、及び／又は、繊維２２の接着能力を高めること、を助けるのに十分な、任意の所望の構造、機構又は装置とすることができる。図６に示す実施形態は、噴霧機構６２６の使用を示すが、噴霧機構６２６の使用は選択的であり、噴霧機構６２６を使用せずに、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。
【０１４０】
選択的に、ガラス繊維６２２は、当該ガラス繊維が形成された後で、潤滑剤で被覆することができる。図示された実施形態では、複数のノズル６２８を、回転式紡糸機６１８の下方の位置でヴェール６２０の周りに配置することができる。ノズル６２８は、潤滑剤の供給源（図示せず）から潤滑剤（図示せず）をガラス繊維６２２に供給するように構成することができる。
【０１４１】
潤滑剤の付与は、非限定的な例である弁（図示せず）などの、任意の所望の構造、機構又は装置によって正確に制御することができる。特定の実施形態において、潤滑剤は、シロキサン、ジメチルシロキサン及び／又はシランなどのシリコーン化合物とすることができる。潤滑剤はまた、例えば、油又は油乳濁液のような他の材料又は材料の混合物とすることもできる。油又は油乳濁液は、鉱油若しくは鉱油乳濁液及び／又は植物油若しくは植物油乳濁液とすることができる。例示的な実施形態において、潤滑剤は、得られる繊維状材料のパックの重量の約１．０パーセントの油及び／又はシリコーン化合物の量で付与される。しかし、他の実施形態では、潤滑剤の量は、約１．０重量パーセントの油及び／又はシリコーン化合物より多く又は少なくすることができる。
【０１４２】
図６に示す実施形態は、潤滑剤（図示せず）をガラス繊維６２２に供給するためのノズル６２８の使用を示すが、ノズル６２８の使用は選択的であり、ノズル６２８を使用せずに、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。
【０１４３】
図示された実施形態において、高温気体流内に同伴されるガラス繊維６２２は、選択的な収集部材６２４によって集めることができる。収集部材６２４は、ガラス繊維６２２及び高温気体流を容易に受容するような形状及びサイズにされている。収集部材６２４は、ガラス繊維６２２及び高温気体流を、例えば成形装置６３２ａ及び６３２ｂなどの下流の処理ステーションへ移送するためのダクト６３０へ振り分けるように構成されている。他の実施形態において、ガラス繊維６２２は、例えばブランケット又はバット（図示せず）を形成するように、運搬機構（図示せず）上に集めることができる。バットは、運搬機構によってさらなる処理ステーション（図示せず）へ輸送することができる。収集部材６２４及びダクト６３０は、ガラス繊維６２２及び高温気体流を受容して運搬するのに適した、概ね中空の構成を有する任意の構造とすることができる。図６に示す実施形態は、収集部材６２４の使用を示すが、収集部材６２４を使用してガラス繊維６２２及び高温気体流をダクト６３０へ振り分けることは選択的であり、収集部材６２４を使用せずに繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。
【０１４４】
図６及び図７に示す実施形態では、単一の紡糸機６１８が個々のダクト６３０に関連付けられており、単一の紡糸機６１８からのガラス繊維６２２及び高温気体流が、ダクト６３０に入るガラス繊維６２２及び高温気体流の唯一の供給源となっている。代替的に、個々のダクト６３０を、複数の紡糸機６１８（図示せず）からのガラス繊維６２２及び高温気体流を受けるように適合させることができる。
【０１４５】
再び図６を参照すると、選択的に、ヘッダシステム（図示せず）を成形装置６３２ａ及び６３２ｂと紡糸機６１８との間に配置することができる。ヘッダシステムは、チャンバとして構成することができ、その中で、得られる混合流の特性を制御しながら、複数の紡糸機６１８から流れるガラス繊維６２２及び気体を組み合わせることができる。特定の実施形態において、ヘッダシステムは、複数の紡糸機６１８からのガラス繊維６２２及び気体の流れを組み合わせるように構成され、さらに、得られた混合流を成形装置６３２ａ及び６３２ｂに向けるように構成された、制御システム（図示せず）を含むことができる。そのようなヘッダシステムは、特定の紡糸機６１８の保守及び清掃を、残りの紡糸機６１８を停止する必要なく、可能にすることができる。選択的に、ヘッダシステムは、ガラス繊維２２及び気体流を制御し方向付けるための任意の所望の手段を組み込むことができる。
【０１４６】
次に図７を参照すると、同伴されるガラス繊維６２２を有する気体流の運動量が、ガラス繊維６２２をダクト６３０を通って成形装置６３２ａ及び６３２ｂへ流れ続けさせる。成形装置６３２ａ及び６３２ｂは、幾つかの機能のために構成することができる。第１に、成形装置６３２ａ及び６３２ｂは、同伴ガラス繊維６２２を気体流から分離するように構成することができる。第２に、成形装置６３２ａ及び６３２ｂは、所望の厚さを有する繊維状材料の連続的な薄い乾式ウェブを形成するように構成することができる。第３に、成形装置６３２ａ及び６３２ｂは、当該繊維がウェブ内で任意の所望の程度の「ランダム性」で配向されることを可能にするような方式で、ガラス繊維６２２が気体流から分離されることを可能にするように構成することができる。「ランダム性」という用語は、本明細書で用いられる場合、繊維６２２又は繊維６２２の一部が、Ｘ、Ｙ又はＺ次元のいずれにおいても優先性無しで配向されることができる、ということを意味するように定義される。特定の場合において、高度のランダム性を有することが望ましい場合がある。他の場合には、繊維６２２のランダム性を制御して、当該繊維６２２が非ランダムに配向される、換言すれば、当該繊維が実質的に同一平面上にある又は実質的に互いに平行である、というようにすることが望ましい場合がある。第４に、成形装置６３２ａ及び６３２ｂは、繊維状材料の連続ウェブを他の下流作業へ移送するように構成することができる。
【０１４７】
図７に示す実施形態においては、成形装置６３２ａ及び６３２ｂの各々は、回転するように構成されたドラム（図示せず）を含む。当該ドラムは、任意の所望の数量の小孔を有する表面と、より高圧又はより低圧の区域と、を含むことができる。代替的に、成形装置６３２ａ及び６３２ｂの各々は、同伴ガラス繊維６２２を気体流から分離し、所望の厚さを有する繊維状材料の連続ウェブを形成し、当該繊維状材料の連続ウェブを他の下流作業へ移送するのに十分な、他の構造、機構及び装置から形成することができる。図７に示す例証的な実施形態においては、成形装置６３２ａ及び６３２ｂの各々は同じである。もっとも、他の実施形態において、成形装置６３２ａ及び６３２ｂの各々が互いに異なっていてもよい。
【０１４８】
再び図７を参照すると、繊維状材料の連続ウェブは、成形装置６３２ａ及び６３２ｂから選択的なバインダ・アプリケータ６４６へ移送される。バインダ・アプリケータ６４６は、繊維状材料の連続ウェブに「乾式バインダ」を付与するように構成される。「乾式バインダ」という用語は、本明細書で用いられる場合、当該バインダが、当該バインダが付与される際に、実質的に１００％の固体から成る、ということを意味するものと定義される。「実質的に１００％の固体」という用語は、本明細書で用いられる場合、バインダの重量（バインダが乾燥及び／又は硬化した後でなく、バインダが付与される際）の約２％に等しいか又はそれ未満、好ましくは約１％に等しいか又はそれ未満、の希釈剤、例えば水、を有する任意のバインダ材料を意味するものと定義される。しかし、特定の実施形態では、バインダは、具体的な用途及び設計の要件に応じて、任意の所望量の希釈剤、例えば水、を含むことができることを認識されたい。バインダは、硬化炉６５０内で熱硬化するように構成することができる。本出願において、「硬化（ｃｕｒｅ）」及び「熱硬化（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｓｅｔ）」という用語は、乾式バインダがウェブの繊維を互いに結合させるようにする化学反応及び／又は１つ又はそれ以上の相変化を指す。例えば、熱硬化性乾式バインダ（又は乾式バインダの熱硬化性成分）は、熱を加えた結果として生じる化学反応の結果として、硬化又は熱硬化する。熱可塑性乾式バインダ（又は乾式バインダの熱可塑性成分）は、加熱されて軟化相又は溶融相になり次いで冷却されて固相になる結果として、硬化又は熱硬化する。
【０１４９】
例示的な実施形態において、乾式バインダは、液体形態で付与されることはなく、さらに水ベースでもない、熱可塑性樹脂ベースの材料である。他の実施形態において、乾式バインダは、非限定的な例であるポリマー性熱硬化性樹脂を含む、他の材料又は他の材料の混合物とすることができる。乾式バインダは、非限定的な例である、粉末、粒子、繊維及び／又はホットメルトを含む任意の形態又は形態の組合せを有することができる。ホットメルトポリマーの例としては、それらに限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アタクチックポリプロピレン、ポリブテン−１、スチレンブロック共重合体、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、スチレンブロック共重合体、ポリエステルなどが挙げられる。硬化した繊維のパックを包装、保管及び出荷用に圧縮することができ、設置されるときにその厚さが元に戻る（「かさ高性回復」として知られるプロセス）、というように十分な乾式バインダが付与される。乾式バインダを繊維状材料の連続ウェブへ付与すると、選択的に未反応のバインダを有する、連続ウェブが形成される。
【０１５０】
図６及び図７に示す実施形態において、バインダ・アプリケータ６４６は、乾燥粉末用に構成された噴霧器である。当該噴霧器は、噴霧力が調節可能であるように構成され、それにより、繊維状材料の連続ウェブ内への乾燥粉末の滲透が多くなるように又は少なくなるようにすることを可能にする。代替的に、バインダ・アプリケータ６４６は、例えば、「乾式バインダ」を繊維状材料の連続ウェブの中に引き込むのに十分な、真空装置などの他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１５１】
図７に示す実施形態は、乾式バインダを繊維状材料の連続ウェブに付与するように構成されたバインダ・アプリケータ６４６を示すが、特定の実施形態においてバインダが繊維状材料の連続ウェブに付与されない、ということも本発明の企図の範囲内である。
【０１５２】
再び図７を参照すると、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブが、バインダ・アプリケータ６４６から、対応する交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂへ移送される。図７に示すように、成形装置６３２ａは交差折重ね機構６３４ａに関連付けられ、成形装置６３２ｂは交差折重ね機構６３４ｂに関連付けられている。交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、第１のコンベア６３６と共同して機能する。第１のコンベア６３６は、矢印Ｄ１で示す機械方向に動くように構成される。交差折重ね機構６３４ａは、選択的なバインダ・アプリケータ６４６から、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブを受け取るように構成されており、さらに、第１のコンベア６３６が機械方向Ｄ１に動くにつれて、第１のコンベア６３６の上に選択的に未反応バインダを含む連続ウェブの交互の層を堆積させ、それにより繊維体の初期層を形成するように構成されている。この堆積プロセスにおいて、交差折重ね機構６３４ａは、矢印Ｄ２で示す交差機械方向（ｃｒｏｓｓ−ｍａｃｈｉｎｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に交互層を形成する。従って、堆積された選択的に未反応バインダを含む連続ウェブが交差折重ね機構６３４ａから機械方向Ｄ１に移動するにつれて、付加的な層が下流の交差折重ね機構６３４ｂによって繊維体の上に堆積される。交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂによって堆積される（重ねられる）ことで得られる繊維体の層が、パックを形成する。
【０１５３】
図示された実施形態において、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブが損傷されないよう、当該未反応バインダを含む連続ウェブの移動を正確に制御して、当該未反応バインダを含む連続ウェブを第１のコンベア６３６の上に堆積させるように構成された装置である。交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、任意の所望の構造を含むことができ、任意の所望の方式で動作するように構成することができる。一例において、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、交差機械方向Ｄ２で前後に動くように構成されたヘッド（図示せず）を含むことができる。この実施形態において、可動ヘッドの速度は、交差機械方向の両方向における当該ヘッドの動きが実質的に同じであるように調整され、それにより、得られる繊維体の層の均一性がもたらされるようになっている。別の例では、第１のコンベア６３６の中心線に中心を揃えて構成された垂直コンベア（図示せず）を使用することができる。この垂直コンベアは、第１のコンベア６３６の上方でピボット機構により揺動して、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブを第１のコンベア３６の上に堆積させるようにさらに構成されている。交差折重ね機構の幾つかの例を前述したが、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができることを認識されたい。
【０１５４】
再び図７を参照して、選択的に、コントローラ（図示せず）により、第１のコンベア６３６上で、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブの位置決めを行って、改善されたパックの均一性をもたらすようにすることができる。当該コントローラは、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１５５】
積層ウェブ又はパックは、任意の所望の厚さを有することができる。パックの厚さは、幾つかの変数の関数である。第１に、パックの厚さは、成形装置６３２ａ及び６３２ｂの各々によって形成された選択的に未反応バインダを含む連続ウェブの厚さの関数である。第２に、パックの厚さは、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂが、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブの層を第１のコンベア６３６の上に交互に堆積させる速度の関数である。第３に、パックの厚さは、第１のコンベア６３６の速度の関数である。図示された実施形態において、パックは、約０．１インチから約２０．０インチまでの範囲の厚さを有する。他の実施形態においては、パックは、約０．１インチを下回るか又は約２０．０インチを上回る厚さを有することができる。
【０１５６】
前述のように、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、選択的に未反応バインダを含む連続ウェブの交互層を、第１のコンベア６３６が機械方向Ｄ１に動くにつれて第１のコンベア６３６の上に堆積させ、それにより繊維体の層を形成するように構成される。図示された実施形態において、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂ並びに第１のコンベア６３６は、約１層から約６０層までの範囲の数の層を有する繊維体を形成するように調整される。他の実施形態において、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂ並びに第１のコンベア６３６は、６０を超える層を有する繊維体を含む任意の数の層を有する繊維体を形成するように調整することができる。
【０１５７】
選択的に、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、調節可能なものとすることができ、それにより交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂが任意の所望の幅を有するパックを形成することが可能になる。特定の実施形態において、パックは、約９８．０インチから約２３６．０インチまでの範囲の全般的な幅を有することができる。代替的に、パックは、約９８．０インチを下回る又は約２３６．０インチを上回る全般的な幅を有することができる。
【０１５８】
交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、繊維体の形成に共同で関与するように前述されたが、他の実施形態では、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、繊維体の別個のレーンを形成するように、互いに独立に動作することができることを認識されたい。
【０１５９】
図６及び図７を参照すると、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂによって形成された層を有するパックは、第１のコンベア６３６によって、選択的なトリミング機構６４０へ運ばれる。選択的なトリミング機構６４０は、パックの縁部をトリミングして、所望のパック幅を形成するように構成される。例示的な実施形態において、パックは、約９８０インチから約２３６．０インチまでの範囲のトリミング後の幅を有することができる。代替的に、パックは、約９８．０インチを下回る又は約２３６．０インチを上回るトリミング後の幅を有することができる。
【０１６０】
図示された実施形態において、選択的なトリミング機構６４０は、パックの両側に位置決めされる複数の回転鋸（図示せず）を有する鋸システムを含む。代替的に、トリミング機構６４０は、非限定的な例であるウォータジェットや圧縮ナイフを含む、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１６１】
図示された実施形態において、トリミング機構６４０は、有利には、硬化炉６５０より上流に配置される。トリミング機構６４０を硬化炉６５０より上流に配置することで、パックが硬化炉６５０内で熱硬化される前にパックをトリミングすることが可能になる。選択的に、トリミング機構６４０によってパックから切り落とされた材料を、ダクト６３０内の気体及びガラス繊維の流れに戻して、成形装置６３２ａ及び６３２ｂ内で再利用することができる。切り落とされた材料の再利用は、切り落とされた材料の廃棄に関連した潜在的な環境問題を有利に防止する。図６に示すように、管路６４２が、トリミング機構６４０をダクト６３０に接続し、成形装置６３２ａ及び６３２ｂへの切り落とされた材料の戻りを促進するように構成される。図６及び図７に示す実施形態は、切り落とされた材料の再利用を示すが、切り落とされた材料の再利用は選択的であり、切り落とされた材料を再利用することなく、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。別の例示的な実施形態において、トリミング機構６４０は、硬化炉６５０より下流に配置される。この配置は、切り落とされた材料が再利用されない場合に特に有用である。パックをトリミングすると、トリミングされたパックが形成される。
【０１６２】
トリミングされたパックは、第１のコンベア６３６によって第２のコンベア６４４へ運搬される。図６に示すように、第２のコンベア６４４は、第１のコンベア６３６から「ステップダウン（ｓｔｅｐｐｅｄ  ｄｏｗｎ）」するように配置することができる。「ステップダウン」という用語は、本明細書で用いられる場合、第２のコンベア６４４の上面が第１のコンベア６３６の上面の鉛直方向下方に配置される、ということを意味するように定義される。コンベアのステップダウンについては、より詳細に後述する。
【０１６３】
再び図１及び図２を参照すると、トリミングされたパックは、第２のコンベア６４４によって、選択的な絡合機構６４５に運ばれる。絡合機構６４５は、トリミングされたパックの層を形成する個々の繊維６２２を絡合するように構成される。パック内のガラス繊維６２２の絡合は、当該パックを共に束縛する。乾式バインダが含まれる実施形態においては、ガラス繊維６２２の絡合は、有利なことに、例えば引張り強度及び剪断強度などの機械的特性を向上させることができる。図示した実施形態において、絡合機構６４５は、ニードリング機構である。他の実施形態において、絡合機構６４５は、非限定的な例であるスティッチング機構を含む、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せを含むことができる。図６及び図７に示す実施形態は、絡合機構６４５の使用を示すが、絡合機構６４５の使用は選択的であり、絡合機構６４５を使用せずに、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。パック内の繊維を絡合すると、絡合パックが形成される。
【０１６４】
第２のコンベア６４４は、選択的にトリミングされ及び／又は選択的に絡合された、選択的に乾式バインダを含むパック（以後、トリミングされたパック及び絡合されたパックの両方を単に「パック」と呼ぶ）を第３のコンベア６４８へ運搬する。パックが乾式バインダを含む場合、第３のコンベア６４８は、パックを選択的な硬化炉６５０に運ぶように構成される。硬化炉６５０は、パックを通して例えば加熱空気などの流体を送風し、その結果、乾式バインダを硬化させ、ガラス繊維６２２を互いに硬く結合して全体にランダムな３次元構造にするように構成される。硬化炉６５０内でパックを硬化すると、硬化パックが形成される。
【０１６５】
前述のように、パックは、選択的に乾式バインダを含む。伝統的な湿式バインダではなく乾式バインダを使用することにより、有利なことに、硬化炉６５０がパック内の乾式バインダを硬化させるために使用するエネルギーをより少なくすることを可能にする。図示された実施形態において、硬化炉６５０内での乾式バインダの使用は、湿式又は水性バインダを硬化させるために従来の硬化炉によって使用されるエネルギーに比べて、約３０．０％から約８０．０％までの範囲のエネルギー節約をもたらす。さらに他の実施形態において、エネルギー節約は、８０．０％を超える場合がある。硬化炉６５０は、任意の所望の硬化構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１６６】
第３のコンベア６４８は、硬化パックを第４のコンベア６５２へ運搬する。第４のコンベア６５２は、硬化パックを切断機構６５４へ運ぶように構成される。選択的に、切断機構６５４は、幾つかの切断モードのために構成することができる。第１の選択的な切断モードにおいて、切断機構は、硬化パックを機械方向Ｄ１に沿って鉛直方向に切断してレーンを形成するように構成される。形成されるレーンは、任意の所望の幅を有するものとすることができる。第２の選択的な切断モードにおいて、切断機構は、硬化パックを水平方向に２等分して、厚みを有する連続パックを形成するように構成される。得られる２等分されたパックは、任意の所望の厚さを有するものとすることができる。硬化パックを切断すると、切断パックが形成される。
【０１６７】
図示された実施形態では、切断機構６５４は、鋸及びナイフのシステムを含む。代替的に、切断機構６５４は、他の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。再び図６及び図７を参照すると、切断機構６５４は、有利なことに、切断動作中に形成される塵埃及び他の廃棄材料を捕捉することができるように配置される。選択的に、切断機構から生じる塵埃及び他の廃棄材料は、ダクト６３０内の気体及びガラス繊維の流れに戻されて、成形装置６３２ａ及び６３２ｂ内で再利用されることができる。塵埃及び廃棄材料の再利用は、有利なことに、当該塵埃及び廃棄材料の廃棄に関連した潜在的な環境問題を防止する。図６及び図７に示すように、管路６５５が、切断機構６５４をダクト６３０に接続し、成形装置６３２ａ及び６３２ｂへの塵埃及び廃棄材料の戻りを促進するように構成される。図６及び図７に示す実施形態は塵埃及び廃棄材料の再利用を示すが、塵埃及び廃棄材料の再利用は選択的であり、塵埃及び廃棄材料を再利用することなく、繊維状材料からパックを形成する方法１０を実施することができることを認識されたい。
【０１６８】
選択的に、切断機構６５４への硬化パックの運搬の前に、図６に示すように、硬化パックの主表面を上張り機構６６２ａ、６６２ｂによって１つ又は複数の上張り材で上張りすることができる。図示した実施形態において、硬化パックの上部主表面は、上張り機構６６２ａによって与えられる上張り材６６３ａで上張りされ、硬化パックの下部主表面は、上張り機構６６２ｂによって与えられる上張り材６６３ｂで上張りされる。上張り材は、紙、ポリマー材料又は不織ウェブを含む任意の所望の材料とすることができる。上張り機構６６２ａ及び６６２ｂは、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。図示した実施形態において、上張り材６６３ａ及び６６３ｂは、硬化パック（パックがバインダを含む場合）に接着剤によって貼付される。他の実施形態において、上張り材６６３ａ及び６６３ｂは、非限定的な例である超音波溶着を含む他の方法によって硬化パックに貼付される。図６に示す実施形態は、硬化パックの主表面への外張り材６６３ａ及び６６３ｂの貼付を示すが、硬化パックの主表面への外張り材６６３ａ及び６６３ｂの貼付は選択的であり、硬化パックの主表面へ外張り材６６３ａ及び６６３ｂを貼り付けることなく、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。
【０１６９】
図６及び図７を参照すると、第４のコンベア６５２は、切断パックを選択的なチョッピング機構６５６へ運搬する。チョッピング機構６５６は、切断パックを裁断して、機械方向Ｄ１を横切る所望の長さにするように構成される。図示された実施形態において、チョッピング機構６５６は、切断パックが機械方向Ｄ１に連続的に移動するにつれて、切断パックを裁断するように構成される。代替的に、チョッピング機構６５６は、バッチ式チョッピング動作用に構成することができる。切断パックを所定長に裁断すると、所定寸法パック（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｅｄ  ｐａｃｋ）が形成される。チョッピングされたパックの長さは、任意の所望の寸法を有することができる。
【０１７０】
チョッピング機構は、当技術分野で知られており、本明細書では説明しない。チョッピング機構６５６は、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１７１】
選択的に、チョッピング機構６５６への切断パックの運搬の前に、図７に示すように、切断パックの副表面を縁取り機構６６６ａ、６６６ｂによって１つ又は複数の縁取り材で上張りすることができる。別の例示的な実施形態では、切断パックは、縁取り材や上張り材を提供する代わりに、包囲体（包囲部）内に載置される。縁取り材は、紙、ポリマー材料又は不織ウェブを含む任意の所望の材料とすることができる。縁取り機構６６６ａ及び６６６ｂは、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。図示した実施形態において、縁取り材６６７ａ及び６６７ｂは、切断パックに接着剤によって貼付される。他の実施形態において、縁取り材６６７ａ及び６６７ｂは、非限定的な例である超音波溶着を含む他の方法によって切断パックに貼付することができる。図７に示す実施形態は、切断パックの副表面への縁取り材６６７ａ及び６６７ｂの貼付を示すが、切断パックの副表面への縁取り材６６７ａ及び６６７ｂの貼付は選択的であり、切断パックの副表面へ縁取り材６６７ａ及び６６７ｂを貼り付けることなく、繊維状材料からパックを形成する方法６１０を実施することができることを認識されたい。
【０１７２】
再び図６を参照すると、第４のコンベア６５２は、所定寸法パックを第５のコンベア６５８へ運搬する。第５のコンベア６５８は、所定寸法パックを包装機構６６０へ運搬するように構成される。包装機構６６０は、所定寸法パックを将来の操作のために包装するように構成される。「将来の操作」という用語は、本明細書で使用される場合、所定寸法のパックの形成に続く、非限定的な例である保管、出荷及び設置を含む、任意の活動を含むように定義される。
【０１７３】
図示された実施形態において、包装機構６６０は、所定寸法パックをロールの形態の包装に形成するように構成される。他の実施形態において、包装機構６６０は、非限定的な例であるスラブ、バット、及び不規則形状の断片又は打抜き断片などの、他の所望の形状を有する包装を形成することができる。包装機構６６０は、任意の所望の構造、機構若しくは装置又はそれらの組合せとすることができる。
【０１７４】
再び図６を参照すると、コンベア６３６、６４４、６４８、６５２及び６５８は、機械方向Ｄ１において「ステップダウン」関係にある。「ステップダウン」関係とは、次のコンベアの上面が前のコンベアの上面の鉛直方向下方に配置されることを意味する。コンベアの「ステップダウン」関係は、有利なことに、パックの運搬に対して自己スレッディング特徴（ｓｅｌｆ−ｔｈｒｅａｄｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅ）を提供する。図示された実施形態において、隣接コンベア間の鉛直方向オフセットは、約３．０インチから約１０．０インチまでの範囲にある。他の実施形態において、隣接コンベア間の鉛直方向オフセットは、約３．０インチを下回るか又は約１０．０インチを上回ることができる。
【０１７５】
図６及び図７に示されるように、繊維状材料からパックを形成する方法６１０は、湿式バインダの使用を排除し、それにより、洗浄水及び洗浄水関連構造、例えば成形フード、戻しポンプ及び配管など、に対する従来の必要性を排除する。冷却水、並びに潤滑剤、着色剤及び他の選択的な薬品の付与以外の、水の使用の排除は、有利なことに、製造ラインの全体としてのサイズ（又は「設置面積」）を著しく削減すると共に、実装費用、運転費用並びに維持及び修理費用を削減することを可能にする。
【０１７６】
図６及び図７に更に示されるように、繊維状材料からパックを形成する方法６１０は、有利なことに、成形装置６３２ａ及び６３２ｂ上での長く細い繊維の均一でむらのない堆積を可能にする。図示された実施形態において、繊維６２２は、約０．２５インチから約１０．０インチまでの範囲の長さ、及び、約９ＨＴから約３５ＨＴまでの範囲の直径寸法を有する。他の実施形態では、繊維２２は、約１．０インチから約５．０インチまでの範囲の長さ、及び、約１４ＨＴから約２５ＨＴまでの範囲の直径寸法を有する。さらに他の実施形態では、繊維２２は、約０．２５インチ未満又は約１０．０インチを上回る長さ、及び、約９ＨＴ未満又は約３５ＨＴを上回る直径寸法を有することができる。理論によって拘束されるものではないが、比較的長く細い繊維を使用することで、より短く太い繊維を有する同様のサイズのパックより優れた断熱及び防音性能を有するパックが有利に提供されると考えられる。
【０１７７】
図６及び図７に示された実施形態は、繊維状材料のパックを形成するように上記で一般的に説明されたが、同じ装置は「未接着の緩く充填された断熱材」を形成するように構成され得ることを理解されたい。「未接着の緩く充填された断熱材」という用語は、本明細書で使用される場合、空気流内での用途のために構成された任意の調和断熱材料（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ  ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を意味するものと定義される。
【０１７８】
パック、及び繊維状材料からパックを形成する方法６１０の、例示的な実施形態を上記で一般的に説明したが、当該方法６１０の他の実施形態及び変形が利用可能であることが認識されるべきであり、これを以下で一般的に説明する。
【０１７９】
図７を参照すると、方法６１０の別の実施形態において、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂは、第１のコンベア３６の上に連続ウェブの交互層の正確な堆積を与えるように構成され、それにより下流のトリミング機構４０の排除が可能になる。
【０１８０】
再び図７を参照すると、方法６１０の別の実施形態において、パックの種々の層を「階層化する（ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ）」ことができる。「階層化する」という用語は、本明細書で使用される場合、層の各々及び／又は層の部分を、非限定的な例である繊維直径、繊維長、繊維配向、密度、厚さ及びガラス組成を含む、異なる特性を有するように構成することができることを意味するものと定義される。層を形成する関連付けられた機構、即ち、関連付けられた紡糸機、成形装置及び交差折重ね機構が、特定の所望の特性を有する層及び／又は層の部分を提供するように構成され得る、ということが企図される。これにより、異なる特性を有する層及び／又は層の部分からパックを形成することができる。
【０１８１】
図１０Ａ−図１０Ｃは、１つ又はそれ以上の厚い低密度コア１００２と、１つ又はそれ以上の薄い高密度引張層１００４と、を含む断熱製品１０００の例示的な実施形態を示す。厚い低密度コア１００２は、多様な異なる形態を取ることができる。例えば、低密度コア１００２は、前述の低い面積当り重量のパックのいずれかから作製することができる。１つの例示的な実施形態において、低密度コア１００２は、ニードリングされた及び／又は積層されたガラス繊維から作製される。１つの例示的な実施形態において、低密度コア１００２は、バインダレスである。別の例示的な実施形態において、低密度コアの繊維３２２は、バインダによって互いに接着される。
【０１８２】
薄い高密度引張層１００４は、多様な異なる形態を取ることができる。１つの例示的な実施形態において、薄い高密度引張層１００４は、互いにニードリングされた繊維ガラスの繊維から作製される。もっとも、高密度引張の繊維１０００は、適切な引張り強度を達成するべく他のプロセス及び／又は製品を用いて処理されることができる。１つの例示的な実施形態において、高密度引張層１００４は、図３Ｄの実施形態の高密度パック３００から作製される。
【０１８３】
例示的な実施形態において、高密度引張層１００４は、低密度コア１００２に取り付けられる。高密度引張層１００４は、多様な異なる方法で低密度コア１００２に取り付けることができる。例えば、層１００２、１００４は、接着剤、付加的なニードリングステップ、熱接着（層１００２、１００４の一方又は両方がバインダを含むとき）などによって互いに取り付けることができる。層を互いに取り付ける任意の方法を用いることができる。例示的な実施形態において、層１００２、１００４は、断熱製品１０００に別個の特性を与える。例示的な一実施形態では、図１０Ａ−図１０Ｃに図示された断熱製品１０００は、図１７及び／または図１８の絡合機構を用いて作成される。薄い高密度層１００４は、図１７及び図１８に関して説明されたような様々な絡合機構を用いて厚い低密度コア１００２上に作成され得て、厚い低密度コア上に薄い高密度層１００４を一体的に提供することができる。
【０１８４】
例示的な実施形態において、厚い低密度層１００２は、高い熱抵抗値Ｒを与えるが低い引張り強度を有し、薄い高密度引張層１００４は、低い熱抵抗値Ｒを与えるが、高い引張り強度を有する。２つの層の組合せが、絶縁製品１０００に高い引張り強度及び高いＲ値の両方を与える。
【０１８５】
図１０Ｄ−図１０Ｆは、１つ又はそれ以上の厚い低密度コア１００２と、１つ又はそれ以上の薄い外張り層１００４と、を含む断熱製品１０００の例示的な実施形態を示す。厚い低密度コア１００２は、図１０Ａ−図１０Ｃに示す実施形態に関して説明したように、多様な異なる形態を取ることができる。外張り層１００４は、多様な異なる形態を取ることができる。外張り層１００４の材料は、断熱製品に多様な異なる特性を与えるように選択することができる。例えば、外張り材料は、所望の量の強度、反射率、音響性能、水不浸透性、及び／又は蒸気不浸透性を断熱製品に与えるように、選択することができる。外張り層は、それらに限定されないが、プラスチック、金属箔、スクリム、紙、これらの材料の組合せなどを含む、多様な異なる材料から作製することができる。任意の既知の外張り層を使用することができる。
【０１８６】
例示的な実施形態において、外張り層１００４は、低密度コア１００２に取り付けられる。外張り層１００４は、多様な異なる方法で低密度コア１００２に取り付けることができる。例えば、層１００２、１００４は、接着剤、熱接着、スティッチング（縫合）などによって互いに取り付けることができる。層を互いに取り付ける任意の方法を用いることができる。例示的な実施形態において、層１００２、１００４は、断熱製品１０００に対して別個の特性を与える。例示的な実施形態において、厚い低密度層１００２は、高い熱抵抗値Ｒを与えるが低い引張り強度を有し、外張り層１００４は、引張り強度及びその他の特性を与える。
【０１８７】
図１０Ｇ−図１０Ｉに示される例は、異なる密度を有する階層（ｓｔｒａｔａ）に関して説明される。もっとも、当該階層は、異なる特性を有することができ、それは異なる密度を含むことも、含まないこともある。これらの変化する特性は、パックの厚さを通して、繊維の密度、繊維長、繊維の直径、及び／又は繊維の種類を変えることによって達成することができる。図１０Ｇ−図１０Ｉは、１つ又はそれ以上の低密度階層１０５２と、１つ又はそれ以上の高密度階層１０５４と、を含む階層化されたバット又はパック１０５０の例示的な実施形態を示す。もっとも、低密度階層１０５２と高密度階層１０５４との間の移行は漸進的なものとすることができる。図１０Ａ−図１０Ｆに示される例において、断熱製品１０００は、分離した層から形成される。図１０Ｇ−図１０Ｉに示される例示的な実施形態において、階層化バット又はパック１０５０は、当該バット又はパックの厚さを通して、変化する特性を有するように形成される。低密度階層１０５２は、多様な異なる形態を取ることができる。例えば、低密度階層１０５２は、前述の低い面積当り重量のパックのいずれかと同じ方法で作製することができる。１つの例示的な実施形態において、低密度階層１０５２は、繊維ガラスの繊維から作製される。１つの例示的な実施形態において、低密度階層１０５２は、バインダレスである。別の例示的な実施形態において、低密度階層１０５２の繊維３２２は、バインダによって互いに接着される。
【０１８８】
薄い高密度階層１０５４は、多様な異なる形態を取ることができる。１つの例示的な実施形態において、高密度階層１０５４は、互いにニードリングされた繊維ガラスの繊維から作製される。もっとも、高密度階層１０５４の繊維は、適切な引張り強度を達成するべく他のプロセス及び／又は製品を用いて処理されることができる。１つの例示的な実施形態において、高密度階層１０５４は、図３Ｄの実施形態の高密度パック３００が作製されるのと同じ方法で作製される。
【０１８９】
例示的な実施形態において、高密度階層１０５４の繊維は、低密度階層１０５２の繊維に取り付けられ及び／又は絡合される。高密度階層１０５４の繊維は、低密度階層１０５２の繊維に多様な異なる方法で取り付けることができる。例えば、階層１００２、１００４の繊維は、パックに付与されたバインダなどの接着剤により、及び／又はパック１０５０を作製するときに行われるニードリングなどによって、互いに取り付けることができる。階層１０５２、１０５４の繊維を取り付ける又は絡合する任意の方法を用いることができる。例示的な実施形態において、階層１０５２、１０５４は、断熱製品１０００に異なる特性を与える。例示的な一実施形態では、図１０Ｇ−図１０Ｉに図示された断熱製品１０００は、図１７及び／または図１８の絡合機構を用いて作成される。高密度階層１０５４は、図１７及び図１８に関して説明されたような様々な絡合機構を用いて元々均一な低密度パック上に作成され得て、低密度階層１０５２と高密度階層１０５４とを一体的に提供することができる。
【０１９０】
図１０Ａ−図１０Ｉの実施形態の断熱バット、パック及び製品は、互いに組み合せることができる。例えば、図１０Ａ−図１０Ｆに示される断熱製品のいずれかの層を階層化することができ、図１０Ｇ−図１０Ｉの階層化バット又はパックに、１つ又は複数の外張り層又は別個の高密度層などを設けることができる。多様な異なる断熱構造を、図１０Ａ−図１０Ｉに示される実施形態から構築することができる。
【０１９１】
例示的な実施形態において、厚い低密度階層１０５２は、高い熱抵抗値Ｒを与えるが、低い引張り強度を有し、薄い高密度引張階層１００４は、低い熱抵抗値Ｒを与えるが、高い引張り強度を有する。２つの階層の組合せが、バット又はパック１０５０に高い引張り強度及び高いＲ値の両方を与える。階層は、様々な異なる特性をバット又はパックに与えるように構成することができる。例えば、交互の薄い高密度階層及び厚い低密度階層は、優れた音響特性を有するバット又はパックを提供する。
【０１９２】
１つの例示的な実施形態において、乾式バインダは、所望の特性をパックに与えるための添加物を含むか又はそれで被覆することができる。添加物の非限定的な一例は、例えば重曹などの難燃剤である。添加物の別の非限定的な例は、パックを通る紫外線の透過を妨げる材料である。添加物のさらに別の非限定的な例は、パックを通る赤外線の透過を妨げる材料である。
【０１９３】
図６を参照すると、方法６１０の別の実施形態において、前述のように、高温気体の流れは、非限定的な例である環状送風機（図示せず）又は環状バーナ（図示せず）などの選択的な送風機構によって生成することができる。当該技術分野において、環状送風機又は環状バーナによって生成される熱を「紡糸熱（ｈｅａｔ  ｏｆ  ｆｉｂｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」と呼ぶことが知られている。この実施形態において、紡糸熱を取得し、他の機構又は装置内での使用のために再利用することが企図される。紡糸熱は、方法６１０において幾つかの位置で取得することができる。図６及び図７に示すように、管路６７０は、紡糸機６１８から発する熱を取得し、当該熱を他の機構、例えば選択的な硬化炉６５０で使用するために運ぶように構成される。同様に、配管６７２が、ダクト３０内の高温気体流から発する熱を取得するように構成され、さらに配管６７４が、成形装置６３２ａ及び６３２ｂから発する熱を取得するように構成される。再利用熱はまた、繊維性パックの形成以外の目的、例えばオフィスの暖房、のために使用することもできる。
【０１９４】
特定の実施形態において、ダクト６３０は、熱取得装置、例えば高温気体及び同伴ガラス繊維６２２の流れの運動量にあまり干渉せずに熱を捕捉するように構成された熱抽出固定具（ｈｅａｔ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｆｉｘｔｕｒｅ）など、を含むことができる。他の実施形態において、紡糸熱を取得するのに十分な任意の所望の構造、装置又は機構を使用することができる。
【０１９５】
図６を参照すると、方法６１０の別の実施形態において、他の所望の特性を有する繊維又は他の材料を、気体流内に同伴されたガラス繊維６２２と混合することができる。この実施形態において、例えば、合成繊維又はセラミック繊維、着色剤及び／又は粒子などのその他の材料の供給源６７６を設けて、このような材料がダクト６７８内へ導入されるようにすることができる。
【０１９６】
ダクト６７８は、気体流内に同伴されるガラス繊維６２２との混合を可能にするように、ダクト６３０に接続され得る。このようにして、得られるパックの特性は、非限定的な例である音響特性、熱的強化特性又はＵＶ抑止特性を含む、所望の性質に合わせて設計又は調節することができる。
【０１９７】
さらに他の実施形態においては、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂによって第１のコンベア６３６の上に堆積される層の間に他の材料を配置することができる、ということが企図される。他の材料とは、例えば外張り材、防湿層若しくは網製品などのシート材料、又は、非限定的な例である粉末、粒子又は接着剤を含む他の非シート材料、を含むことができる。他の材料は、任意の所望の方式で層間に配置することができる。このようにして、得られるパックの特性は、所望通りにさらに設計又は調節することができる。
【０１９８】
図６に示す実施形態は、バインダ・アプリケータ６４６による乾式バインダの付与を示すが、他の実施形態において、乾式バインダは、気体流内に同伴されたガラス繊維６２２に付与することができる、ということを認識されたい。この実施形態においては、乾式バインダの供給源６８０をダクト６８２内に導入することができる。当該ダクト６８２は、気体流内に同伴されるガラス繊維６２２と乾式バインダとの混合を可能にするように、ダクト６３０に接続され得る。乾式バインダは、静電プロセスを含む任意の所望の方式でガラス繊維に付着するように構成することができる。
【０１９９】
図６に示す実施形態は、交差折重ね機構６３４ａ及び６３４ｂによる連続ウェブの使用を示すが、他の実施形態においては、ウェブを成形装置６３２ａ及び６３２ｂから取り出して、後の使用のために保管することができる。
【０２００】
前述のように、選択的に、切り落とされた材料をダクト６３０内の気体及びガラス繊維の流れに戻し、成形装置６３２ａ及び６３２ｂ内で再利用することができる。例示的な実施形態において、選択的なバインダがパック内に含まれるとき、成形装置３３２ａ及び３３２ｂの動作温度は、乾式バインダの軟化温度より低く保たれ、それにより下流の硬化炉５５０の動作の前にバインダが硬化することが防止される。この実施形態において、硬化炉６５０の最高動作温度は、約１６５°Ｆから約１８０°Ｆまでの範囲にある。他の実施形態において、硬化炉６５０の最高動作温度は、約１６５°Ｆより低く又は約１８０°Ｆより高くすることができる。
【０２０１】
例示的な実施形態において、本明細書で説明される長く細い繊維３２２は、上で説明したのとは異なる他の用途に使用される。例えば、図１１は、上記の長く細い繊維３２２が、ウェブ及び／又はパックに形成されるのではなく、空気積層され、カーディングされ、又は多様な異なる用途での使用のために別様に処理されるステープル繊維として提供され得ることを示す。１つの用途において、未接着のステープル繊維は、Ｋｅｖｌａｒ及びＫｏｎｅｘなどのアラミド繊維、及び／又は、Ｃｅｌｂｏｎｄなどの熱接着繊維と混紡される。これらの混紡繊維は、ステープルヤーン及び／又は乾式不織材料を形成するために用いることができる。
【０２０２】
図１１の実施形態において、溶融装置３１４が、溶融ガラス３１２をフォアハース３１６に供給する。溶融ガラス３１２を処理して、ガラス繊維３２２が形成される。溶融ガラス３１２は、繊維３２２を形成するために様々な異なる方法で処理され得る。例えば、回転式紡糸機３１８は、溶融ガラス３１２を受け取り、次いでガラス繊維３２２のヴェール３２０を形成する。長く細いガラス繊維３２２を形成するのに十分な、回転式又は別の方式の、任意の所望の紡糸機を使用することができる。
【０２０３】
図１１を参照すると、アプリケータ１１００が、サイズ剤とも呼ばれる潤滑剤を未接着ガラス繊維に付与する。図示した実施形態において、サイズ剤は、紡糸機の下方でガラス繊維に付与される。しかし、他の実施形態において、サイズ剤は、ダクト３３０内などの、他の位置でガラス繊維に付与される。サイズ剤は、繊維を強化し及び／又は繊維に潤滑性を与え、これが繊維のニードリング又はカーディングのような繊維の処理を補助する。未接着ステープル繊維３２２は、矢印１１０２で示されるようにダクト３３０の出口において提供され、当該繊維は、そこで容器１１０３内に収集され、それ自体で又はアラミド繊維などの他の繊維との組合せで、様々な異なる用途に用いられる。
【０２０４】
サイズ剤は、多様な異なる形態を取ることができる。例えば、サイズ剤は、シリコーン及び／又はシランを含むことができる。もっとも、用途に応じて任意のサイズ剤を使用することができる。サイズ剤は、そのガラス繊維が用いられる用途に基づいて調節することができる。
【０２０５】
小さい繊維直径及び長い繊維長は、サイズ処理された繊維を、これまでは繊維が破損し過ぎるので繊維を使用することができなかった用途に使用することを可能にする。１つの例示的な実施形態において、繊維は細いほど破損することなく曲がりやすいので、約４ミクロンの直径を有する繊維３２２は、従来の繊維よりも優れた曲げ弾性率と、結果として生じる強度と、を有する。この改善された繊維の曲げ弾性率及び強度は、従来の繊維にとっては典型的に破壊的であったカーディング及び空気積層プロセスのようなプロセスに、繊維が耐えることを助ける。さらに、ガラス繊維の微細な直径は、熱的性能及び音響性能の両方を向上させる。
【０２０６】
ガラスのウェブ、パック、及びステープル繊維は、多様な異なる用途に用いることができる。用途の例としては、それらに限定されないが、オーブン、レンジ及び給湯器などの加熱電気製品、ＨＶＡＣダクトなどの加熱、換気、及び空気調和（ＨＶＡＣ）コンポーネント、建物用及び／又は車両用の防音パネルなどの防音パネル及び材料、圧縮成形又は真空成形繊維ガラスコンポーネントなどの成形繊維ガラスコンポーネントが挙げられる。１つの例示的な実施形態においては、オーブン、レンジ及び給湯器などの加熱電気製品、ＨＶＡＣダクトなどの加熱ＨＶＡＣコンポーネント、建物用及び／又は車両用の防音パネルなどの防音パネル及び材料、及び／又は、圧縮成形又は真空成形繊維ガラスコンポーネントなどの成形繊維ガラスコンポーネントは、本特許出願によって開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製されるバインダレス繊維ガラスパックを使用するか、又はそれから製造される。例示的な一実施形態においては、繊維ガラスパックがバインダレスなので、繊維ガラスパック内にホルムアルデヒドが存在しない。１つの例示的な実施形態においては、オーブン、レンジ及び給湯器などの加熱電気製品、ＨＶＡＣダクトなどの加熱ＨＶＡＣコンポーネント、建物用及び／又は車両用の防音パネルなどの防音パネル及び材料、及び／又は、圧縮成形又は真空成形繊維ガラスコンポーネントなどの成形繊維ガラスコンポーネントは、本特許出願によって開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製される乾式バインダ繊維ガラスパックを使用するか、又はそれから製造される。当該例示的な実施形態においては、乾式バインダは、ホルムアルデヒド・フリーであり得、又は、ホルムアルデヒド無添加乾式バインダであり得る。ホルムアルデヒドバインダ無添加の場合、当該バインダ自体はホルムアルデヒドを有しないが、当該バインダが燃焼したときにホルムアルデヒドが副生成物となる場合がある。
【０２０７】
本特許出願で説明される繊維ガラス断熱パックは、多様な異なる調理レンジ内で使用することができ、任意の所与の調理レンジ内で様々な異なる構成で使用することができる。ＵＳ  ２００８／０２４６３７９  Ａ１は、レンジ内で使用される断熱システムの例を開示している。ＵＳ  ２００８／０２４６３７９  Ａ１は、当該引用によりその全体が本明細書に組み入れられる。本明細書で説明される繊維ガラスパックは、従来技術として分類された構成を含めて、ＵＳ  ２００８／０２４６３７９  Ａ１に記載された加熱電気器具の断熱構造のいずれにも使用することができる。図１２−図１４は、ＵＳ  ２００８／０２４６３７９  Ａ１の図１−図３に対応する。
【０２０８】
図１２を参照すると、熱オーブン１２１０が、実質的に平担な上部調理面１２１２を含む。図１２−図１４に示すように、熱オーブン１２１０は、一対の対向する側面パネル１２５２及び１２５４、背面パネル１２２４、底面パネル１２２５、及び前面パネル１２３２を含む。対向する側面パネル１２５２及び１２５４、背面パネル１２２４、底面パネル１２２５、前面パネル１２３２、並びに調理面１２１２は、外側オーブンキャビネット１２３３を形成するように構成されている。前面パネル１２３２は、当該前面パネル１２３２にピボット運動可能に接続された断熱オーブンドア１２１８を含む。当該オーブンドア１２１８は、前面パネル１２３２の下端部にヒンジで取り付けられており、オーブンドアが前面パネル１２３２及びオーブンキャビティ１２１６からピボット運動して遠ざかることができるようになっている。図１２に示す例では、オーブンドア１２１８は窓を含む。図１２Ａに示す例では、オーブンドア１２１８は窓を含まず、ドアの内部全体に断熱材が施されている。
【０２０９】
図１３及び図１４に示すように、外側オーブンキャビネット１２３３は、内側オーブンライナ１２１５を支持している。内側オーブンライナ１２１５は、対向するライナ側部１２１５ａ及び１２１５ｂ、ライナ上部１２１５ｃ、ライナ底部１２１５ｄ及びライナ背部１２１５ｅを含む。対向するライナ側部１２１５ａ及び１２１５ｂ、ライナ上部１２１５ｃ、ライナ底部１２１５ｄ、ライナ背部１２１５ｅ、並びにオーブンドア１２１８は、オーブンキャビティ１２１６を定めるように構成されている。
【０２１０】
図１３及び図１４にさらに示すように、オーブンライナ１２１５の外側は、本出願で開示されるいずれかの実施形態によって作製することができる断熱材料１２３８で覆われている。オーブンドア１２３８もまた、本出願で開示されるいずれかの実施形態によって作製することができる断熱材料１２３８で充填することができる。断熱材料１２３８は、オーブンライナ１２１５の外側の面と接触するように配置される。断熱材料１２３８は、オーブンキャビティ１２１６内に熱を保持すること、並びに、伝導、対流及び輻射によって外側オーブンキャビネット１２３３に伝わる熱の量を制限すること、を含む多くの目的に使用される。
【０２１１】
図１３及び図１４の例に示されるように、エアギャップ１２３６が、断熱材料１２３８と外側オーブンキャビネット１２３３との間に形成される。当該エアギャップ１２３６は、オーブンライナ１２１５と外側オーブンキャビネット１２３３との間の伝導性熱伝達を制限するためのさらなる断熱材として用いられる。エアギャップ１２３６の使用は、断熱材料１２３８を補完して、外側オーブンキャビネット１２３３の外面の表面温度を最低限にする。図１３Ａ及び図１４Ａの例に示されるように、断熱材料１２３８は、断熱材料１２３８と外側オーブンキャビネット１２３３との間にエアギャップが形成されないようなサイズにすることができる。即ち、図１３Ａ及び図１４Ａの実施形態では、断熱層１２３８は、オーブンライナ１２１５と外側オーブンキャビネット１２３３との間の空間を完全に充填する。１つの例示的な実施形態において、図１３、図１３Ａ、図１４、図１４Ａで示す構成、及びＵＳ  ２００８／０２４６３７９  Ａ１によって開示された他の構成のいずれかにおいて使用される断熱材料は、本特許出願によって開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製されるバインダレス繊維ガラスパックから作製される。例示的な実施形態においては、繊維ガラスパックがバインダレスなので、図１３、図１３Ａ、図１４、図１４Ａの実施形態の断熱層１２３８内にはホルムアルデヒドが存在しない。
【０２１２】
本特許出願で説明される繊維ガラス断熱パックは、ＨＶＡＣシステムのダクトなどの、多様な異なる加熱、換気、及び空気調和（ＨＶＡＣ）システム内で使用することができる。さらに、本特許出願で説明される断熱パックは、任意の所与のＨＶＡＣダクト内に、様々な異なる形態で設けることができる。全て本出願の譲受人に譲渡されたＵＳ  ３０９２５２９、ＷＯ  ２０１０／００２９５８及び２０１３年２月１２日出願の係属中の米国特許出願第１３／７６４，９２０号は、ＨＶＡＣダクト内で使用される繊維ガラス断熱システムの例を開示している。ＵＳ  ３０９２５２９、ＷＯ  ２０１０／００２９５８及び係属中の米国特許出願第１３／７６４，９２０号は、当該引用によりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。本明細書で説明される繊維ガラスパックは、ＵＳ  ３０９２５２９、ＷＯ  ２０１０／００２９５８及び係属中の米国特許出願第１３／７６４，９２０号に記載のいずれのＨＶＡＣダクト構成においても、使用することができる。
【０２１３】
１つの例示的な実施形態において、ＵＳ  ３０９２５２９、ＷＯ  ２０１０／００２９５８及び係属中の米国特許出願第１３／７６４，９２０号に開示されたＨＶＡＣダクト内で使用される断熱材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製される乾式バインダ繊維ガラスパックから構築することができる。この例示的な実施形態において、乾式バインダは、ホルムアルデヒド・フリー乾式バインダ又はホルムアルデヒド無添加乾式バインダとすることができる。ホルムアルデヒド無添加バインダでは、当該バインダ自体はホルムアルデヒドを含まないが、当該バインダが燃焼したときにホルムアルデヒドが副生成物となる場合がある。
【０２１４】
例示的な一実施形態において、ＵＳ  ３０９２５２９、ＷＯ  ２０１０／００２９５８及び係属中の米国特許出願第１３／７６４，９２０号に開示されたＨＶＡＣダクト内で使用される断熱材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製されるバインダレス繊維ガラスパックから構築することができる。例示的な一実施形態において、繊維ガラスパックがバインダレスであるので、断熱材料中にホルムアルデヒドは存在しない。
【０２１５】
本特許出願で説明される繊維ガラス絶縁パックは、多様な異なる音響用途に使用することができ、各用途において様々な異なる形態を取ることができる。防音バットの例として、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｂａｔｔ及びＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｎｏｂａｔｔｓ防音材が挙げられ、これらは、天井タイル又は壁などの、建物の様々なパネルの裏側に配置することができる。ＵＳ  ７３２９４５６及びＵＳ  ７２９４２１８は、防音の用途の例を記載しており、当該引用によりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。本明細書で説明される繊維ガラスパックは、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｂａｔｔ及びＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｎｏｂａｔｔｓの防音材の代わりに使用することができ、ＵＳ  ７３２９４５６及びＵＳ  ７２９４２１８に開示されたいずれの用途にも使用することができる。本特許出願で説明される繊維ガラス防音パックの付加的な音響用途は、それらに限定されないが、ダクトライナ、ダクトラップ、天井パネル、壁パネルなどを含む。
【０２１６】
１つの例示的な実施形態において、本特許出願で開示されるバインダレスパック又は乾式バインダパックの１つ又はそれ以上の実施形態によって作製され、海抜１，５００フィート以内でＡＳＴＭ  Ｃ５２２に従って試験された防音パックは、３，０００−１５０，０００（ｍｋｓ  Ｒａｙｌｓ／ｍ）の平均通気抵抗率を有する。１つの例示的な実施形態において、本特許出願で開示されるバインダレスパック又は乾式バインダパックの１つ又はそれ以上の実施形態によって作製され、海抜１，５００フィート以内でＡＳＴＭ  Ｃ４２３に従って試験された防音パックは、０．２５から１．２５までの範囲の吸音平均（Ｓｏｕｎｄ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ａｖｅｒａｇｅ（ＳＡＡ））を有する。１つの例示的な実施形態において、本特許出願で開示されるバインダレスパック又は乾式バインダパックの１つ又はそれ以上の実施形態によって作製され、海抜１，５００フィート以内でＩＳＯ  ３５４に従って試験された防音パックは、０．２５から１．２５までの範囲の吸音係数αwを有する。
【０２１７】
【表２】
2018524523.tif 000004
【０２１８】
１つの例示的な実施形態において、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｂａｔｔ及びＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｎｏｂａｔｔｓの防音材の代わりに使用され、及び／又は、ＵＳ  ７３２９４５６及びＵＳ  ７２９４２１８に開示されたいずれかの用途に使用される防音材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製される乾式バインダ繊維ガラスパックから構築される。この例示的な実施形態において、乾式バインダは、ホルムアルデヒド・フリー乾式バインダ又はホルムアルデヒド無添加乾式バインダとすることができる。ホルムアルデヒド無添加バインダでは、当該バインダ自体はホルムアルデヒドを含まないが、当該バインダが燃焼したときにホルムアルデヒドが副生成物となる場合がある。
【０２１９】
例示的な一実施形態において、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｕｎｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  Ｂａｔｔ及びＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｏｎｏｂａｔｔｓの防音材の代わりに使用され、及び／又は、ＵＳ  ７３２９４５６及びＵＳ  ７２９４２１８に開示されたいずれかの用途に使用される防音材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製されるバインダレス繊維ガラスパックから構築される。この例示的な実施形態において、繊維ガラスパックがバインダレスであるので、防音材料中にホルムアルデヒドは存在しない。
【０２２０】
本特許出願で説明される繊維ガラス断熱パックは、多様な成形繊維ガラス製品に使用することができる。例えば、図１５Ａ−図１５Ｃを参照すると、１つの実施形態において、本出願で説明されるバインダレス及び／又は乾式バインダ繊維ガラスパックを用いて圧縮成形繊維ガラス製品を作製することができる。図１５Ａを参照すると、本出願で説明されるいずれかの例示的な実施形態によって作製されるバインダレス又は乾式バインダ繊維ガラスパック１５２２は、第１及び第２の金型半部１５０２の間に配置される。例示的な一実施形態において、バインダレス又は乾式バインダ繊維ガラスパック１５２２のみが金型半部間に配置される。即ち、例えば、プラスチックシート又はプラスチック樹脂などの付加的な材料は、繊維ガラスパックと共に成形されない。
【０２２１】
図１５Ｂを参照すると、金型半部は、矢印１５０４で示されるように繊維ガラスパック１５２２を圧縮する。金型半部及び／又は繊維ガラスパックに、矢印１５０６で示されるように、選択的に熱が加えられる。例えば、パック１５２２がバインダレス繊維ガラスパックである場合、金型半部及び／又は繊維ガラスパックは、高温、例えば７００°Ｆを上回る温度、例えば７００°Ｆと１１００°Ｆとの間、及び１つの例示的な実施形態では約９００°Ｆまで加熱することができる。パック１５２２が乾式バインダ繊維ガラスパックである場合、金型半部及び／又は繊維ガラスパックは、より低い温度、例えばパックの乾式バインダの融点、まで加熱することができる。
【０２２２】
図１５Ｃを参照すると、次に、金型半部が矢印１５０８で示されるように離れる方向に移動され、圧縮成形繊維ガラス部品１５１０が取り出される。１つの例示的な実施形態において、圧縮成形繊維ガラス部品１５１０は、パック１５２２の材料のみから成る、又は本質的にそれから成る。
【０２２３】
図１５Ａ−図１５Ｃに示される例において、圧縮成形繊維ガラス部品は、輪郭を付けられている。しかし、他の例示的な実施形態において、圧縮成形繊維ガラス部品は、実質的に平担なものとすることができる。１つの例示的な実施形態において、バインダレス又は乾式バインダ圧縮成形繊維ガラス部品１６１０は、当初準備された繊維ガラスパック１５２２の密度よりも実質的に高い密度、例えば当初準備された繊維ガラスパック１５２２の密度の４倍又はそれ以上の密度、を有する。
【０２２４】
図１６Ａ−図１６Ｃを参照すると、１つの例示的な実施形態において、本出願で説明されるバインダレス及び／又は乾式バインダ繊維ガラスパックを用いて真空成形繊維ガラス製品を作製することができる。図１６Ａを参照すると、本出願で説明するいずれかの例示的な実施形態によって作製されるバインダレス又は乾式バインダ繊維ガラスパック１５２２は、真空金型構成要素１６０２上に配置される。１つの例示的な実施形態において、バインダレス又は乾式バインダ繊維ガラスパック１５２２のみが、金型構成要素１６０２上に配置される。即ち、例えば、プラスチックシート又はプラスチック樹脂などの付加的な材料は、繊維ガラスパックと共に成形されない。
【０２２５】
図１６Ｂを参照すると、金型構成要素は、矢印１６０４で示されるように繊維ガラスパック１５２２に真空を印加する。金型構成要素１６０２及び／又は繊維ガラスパックに、矢印１６０６で示されるように、選択的に熱が加えられる。例えば、パック１５２２がバインダレス繊維ガラスパックである場合、真空金型構成要素１６０２及び／又は繊維ガラスパック１５２２は、高温、例えば７００°Ｆを上回る温度、例えば７００°Ｆと１１００°Ｆとの間、及び１つの例示的な実施形態では約９００°Ｆまで加熱することができる。パック１５２２が乾式バインダ繊維ガラスパックである場合、金型半部分及び／又は繊維ガラスパックは、より低い温度、例えばパックの乾式バインダの融点、まで加熱することができる。
【０２２６】
図１５Ｃを参照すると、真空金型構成要素１６０２は、真空の印加を停止し、真空成形繊維ガラス部品１６１０が取り出される。１つの例示的な実施形態において、圧縮成形繊維ガラス部品１６１０は、パック１５２２の材料のみから成る、又は、本質的にそれから成る。
【０２２７】
図１６Ａ−図１６Ｃに示される例において、真空成形繊維ガラス部品は、輪郭を付けられている。しかし、他の例示的な実施形態においては、真空成形繊維ガラス部品は、実質的に平担なものとすることができる。１つの例示的な実施形態において、バインダレス又は乾式バインダ真空成形繊維ガラス部品１６１０は、当初準備された繊維ガラスパック１５２２の密度より実質的に高い密度、例えば当初準備された繊維ガラスパック１５２２の密度の４倍又はそれ以上の密度、を有する。
【０２２８】
１つの例示的な実施形態において、図１５Ａ−図１５Ｃに示す実施形態又は図１６Ａ−図１６Ｃに示す実施形態によって成形される断熱材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製されるバインダレス繊維ガラスパックから作製される。１つの例示的な実施形態において、繊維ガラスパックがバインダレスであるので、図１５Ａ−図１５Ｃ及び図１６Ａ−図１６Ｃで示す実施形態の圧縮成形部品１５１０又は真空成形部品の中にホルムアルデヒドは存在しない。
【０２２９】
１つの例示的な実施形態において、図１５Ａ−図１５Ｃに示す実施形態又は図１６Ａ−図１６Ｃに示す実施形態によって成形される断熱材料は、本特許出願で開示される１つ又はそれ以上の実施形態によって作製される乾式バインダ繊維ガラスパックから作製される。この例示的な実施形態において、乾式バインダは、ホルムアルデヒド・フリー乾式バインダ又はホルムアルデヒド無添加乾式バインダとすることができる。ホルムアルデヒド無添加バインダでは、当該バインダ自体はホルムアルデヒドを有しないが、当該バインダが燃焼したときにホルムアルデヒドが副生成物となる場合がある。
【０２３０】
図２７Ａ−図２７Ｄを参照して、例示的な一実施形態では、パック２７００が包囲体２７０２内部に載置されて、断熱パッド２７０４が作製される。断熱パッド２７０４は、様々な異なる用途に使用され得る。例示的な一実施形態では、断熱パッド２７０４は、高温流体を搬送する大径のパイプや容器を断熱するために利用される。図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃは、包囲体内に挿入されるパック２７００を図示している。一方、包囲体２７０２は、様々な異なる態様で、パック２７００の周囲に設けられ得る。例えば、捕捉されたパックの縁部及び面の全てに、当該パック２７００を完全に覆うべく、上張り材料が設けられ得る。図２７Ｄは、断熱パッド２７０４を完成させるための包囲体２７０３の蓋を図示している。例えば、包囲体は、縫合によって閉じられてもよいし、熱接着によって閉じられてもよいし、接着剤によって閉じられてもよい。
【０２３１】
パック２７００は、本出願によって開示される断熱材料のいずれかから製造され得る。パック２７００は、本出願で説明される１つ又は複数の断熱材料の層から作製される。パックは、バインダを含んでもよいし、バインダレスであってもよい。１つの例示的な実施形態では、パック２７００はバインダレスであり、断熱パッド２７０４は、５００°Ｆより高い温度、７００°Ｆより高い温度、あるいは、８００°Ｆより高い温度、例えば１０００°Ｆ、に到達する断熱パイプ及び断熱容器に利用される。
【０２３２】
１つの例示的な実施形態では、これらの断熱パッドは、４．５〜５．５ｌｂ／ｆｔ3、例えば５ｌｂ／ｆｔ3、の密度を有する。１つの例示的な実施形態では、本出願で説明される断熱材料の１つは、パック２７００を作製するべく、４．５〜５．５ｌｂ／ｆｔ3、例えば５ｌｂ／ｆｔ3、の密度を有するようにニードリングされる。
【０２３３】
表３は、１インチと２インチのパックについて、様々な温度での熱伝導率Ｋ及び熱抵抗Ｒ値の範囲を提供する。これらの熱伝導率Ｋ及び熱抵抗Ｒ値は、ＡＳＴＭ−Ｃ−１７７によって規定される平均温度差測定を用いて提供されている。ＡＳＴＭ−Ｃ−１７７は、当該参照によって本明細書に組み込まれる。
【０２３４】
【表３】
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【０２３５】
断熱パッド２７０４は、０．５インチ〜５インチの間の厚さであり得る。例えば、断熱パッド２７０４は、１インチと２インチの厚さで提供され得る。１つの例示的な実施形態では、１インチ厚さのバッドが、単一の１インチ厚さのパック２７００を含む。１つの例示的な実施形態では、２インチ厚さのパッドが、２つの積層された１インチ厚さのパック２７００を含む。１つの例示的な実施形態では、本出願で説明されたように作製されるバインダレスパック２７００が、疎水性である。１つの例示的な実施形態では、パックの表面が、撥水性である。パック２７００の疎水性及び／またはパック２７００の表面の撥水性は、パッド２７００を、当該パッド２７０４が湿気にさらされるアウトドアでの利用や他の用途にとって好適なものにする。
【０２３６】
包囲体２７０２は、様々な異なる材料から作製され得る。５００°Ｆ以上の表面温度を有するパイプないし容器に対してパッド２７０４が置かれることを許容する任意の材料が、利用され得る。１つの例示的な実施形態では、包囲体２７０２は、縫合によって閉じられ得る。１つの例示的な実施形態では、パック及び／または包囲体を縫合するために、従来の張りステッチツールを用いて、従来の張りステッチ（ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ  ｓｔｉｔｃｈ）が利用され得る。包囲体２７０２の好適な材料の例は、それらに限定されないが、シリコーン含侵繊維ガラスの繊維、シリカ繊維、ステンレス編みメッシュ、アルミニウム化（アルミニウム被覆）繊維ガラスの繊維のような金属化繊維ガラスの繊維、を含む。
【０２３７】
鉱物繊維ウェブ、パック、及びステープル繊維、並びに鉱物繊維ウェブ、パック、及びステープル繊維を製造する方法の幾つかの例示的な実施形態が、本出願によって開示される。本発明による鉱物繊維ウェブ及びパック並びに鉱物繊維ウェブ及びパックを製造する方法は、本出願によって開示される特徴の任意の組合せ又はサブコンビネーションを含むことができる。
【０２３８】
特許法の条項に従って、繊維状材料からパックを形成する改善された方法の原理及び態様をその好ましい実施形態において説明し、図示した。しかし、繊維状材料からパックを形成する改善された方法は、その主旨又は範囲から逸脱することなく、具体的に説明され図示された方法とは別のやり方で実施することができることを理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｉ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【国際調査報告】
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