(57)【要約】  吸音タイルのベースマットを脱水するシステムおよび方法であって、連続的に走行する金網と、繊維とバインダを含む固形物の希釈水スラリを金網の上に載置させる装置と、前記金網の下に位置し、水を前記金網上に載置した固形物から分離させてベースマットを形成するために真空吸引ボックスと、真空吸引源と、新しく真空吸引ボックスに到達するベースマットが真空吸引状態に置かれる長さを１周期に対して４インチ未満に制限する周期で、周期的に前記真空吸引源を前記真空吸引ボックスに接続するためのバルブとを備えたシステム。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音タイルベースマットを脱水するシステムであって、連続的に走行する金網と、繊維とバインダを含む固形物の希釈水スラリを金網の上に載置させる装置と、前記金網の下に位置し、水を前記金網上に載置した固形物から分離させてベースマットを形成する真空吸引ボックスと、真空吸引源と、新しく真空吸引ボックスに到達するベースマットが真空吸引状態に置かれる長さを１周期に対して４インチ未満に制限する周期で、周期的に前記真空吸引源を前記真空吸引ボックスに接続するためのバルブとを備えたシステム。
【請求項２】
前記バルブは回転流量調整要素を備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記回転流量調整要素に動作可能に接続された変速モータを含む請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
複数の真空吸引ボックスが配置され、前記バルブは、前記真空吸引源を前記真空吸引ボックスに順次周期的に接続する請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記バルブが、前記真空吸引源を前記真空吸引ボックスに周期中の異なるタイミングで接続する請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記バルブは、前記真空吸引源を前記真空吸引ボックスにそれぞれ排他的な時間長だけ接続する請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
走行する金網上において水フェルト化工程でベースマットを製造する際に使用する繊維とバインダのスラリを脱水する方法であって、ボックス内において、真空度をピーク値と大気圧との間で迅速に周期的に調整することによって金網の底に適用した真空吸引によって繊維とバインダを吸引する方法。
【請求項８】
圧力の調整の周期の比率は、前記真空吸引ボックスで初めに真空吸引される金網上の繊維とバインダの流れの増分長さを３．２インチ未満の長さに制限するのに十分である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記真空度は、モータによって駆動される回転バルブによって調整される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記モータは変速装置である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
バルブは、前記金網に沿って配設された別体の真空吸引ボックスに対してそれぞれ機能する複数の流入口を有する請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式フェルト状吸音天井タイルの製造方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸音天井タイルは一般的に、ＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒまたはＯｌｉｖｅｒマット製造機における湿式フェルト化工程によって製造される。ミネラルおよび／または他の繊維、バインダおよび他の微量成分の希釈水スラリは、金網として知られる走行金属スクリーン上に載置される。水は、重力によって、また、金網の下側に対する真空吸引、さらに、金網上に設置されて、その一部が真空吸引され得る単数または複数のロールで固形物を押圧することによって、金網開口を通って固形物から分離される。マットを形成する固形物が金網の進路に沿って前進するに従い、より高い真空レベルのステーションを使用する。
【０００３】
真空吸引によって、さらにオプションとして、押圧によって実質的な水分量が取り除かれると、マットは、乾燥オーブンに搬送され、余分な水分が取り除かれて、剛性が上がり、そのマットは、吸音タイルに使用できるようになる。
【０００４】
例として、スラリ／マットは、初めは厚さ３インチとし、さらに厚さを１／２インチまで減少させる。乾燥オーブンに入る前にマットから水分を多く取り出せば取り出すほど、余分な水分を蒸発させるためのエネルギーが少なくて済むと共に、生産ラインを速く進めることができる。
【０００５】
マットは、金網の移動方向を横切る横断線に沿ってひび割れる傾向があるため、金網で支持されたマットから真空吸引で水を取り除くのには限度がある。真空吸引ボックスがマットの水含有量に対して高い真空度で作動すると、過度な収縮が、金網の走行方向に局所的に起こる可能性がある。その結果、マットを横断する方向にひび割れが生じ、完成品のタイルとしては、使用できない欠陥品となってしまう可能性がある。この問題は、長い間存在しており、これを解決しようとする試みの成功も限られていた。一般的に使用される技術では、明白な横断線から離れた領域を吸引する真空吸引ボックスカバーに溝または孔のパターンを形成して、そのような自然な線上でひび割れが起こりにくくする。こうした努力にもかかわらず、真空吸引によって引き起こされる収縮によるひび割れは依然として残っており、ライン速度、ひいては生産能力にも限度があった。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、吸音タイル用の水フェルトマットの生産における、脱水真空吸引の適用の制御に関する。この制御により、特定の単数または複数の真空吸引ボックスにおいてマットに適用される真空吸引を調節またはパルス化できるため、最大真空レベルを短い時間周期で適用できる。真空吸引を調節またはパルス化することによる効果は、排水によりマットや塊が激しく収縮してマットのひび割れを引き起こしかねない、比較的広い領域にわたる急激な真空吸引を避けることができるということである。
【０００７】
金網の搬送速度に対する真空吸引調節の率は高いので、マットは、搬送長に沿って、細かい揺れや振動動作に匹敵するような細かいステップで処理される。真空吸引を調節すれば、真空吸引ボックスに常時かかる、従来の方法で使用されるものと同様の真空レベルでもひび割れが起きにくい。本発明の工程による全体的な効果は、ドライヤーに入る前にマットからより多くの水を取り除くことにより、ドライヤーに費やす時間とエネルギーをより少なく、そして、より高い生産効率を得ることにある。
【０００８】
開示されているように、真空吸引は、１つもしくはそれ以上の真空吸引ボックスに真空吸引を遮断するために設けた常時回転バルブによって調節することができる。適用する真空吸引の周期は、バルブの回転速度によって決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明による吸音タイル用マットを生産するための水フェルト化ラインを図式的に表す図である。
【図２】図２は、真空吸引制御バルブの一例を、図１のマット生産ラインに使用する真空ポンプとともに図式的に示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照する。湿式フェルト化システム１０において、ミネラルおよび／または他の繊維、バインダ、および微量の他の固形物成分の希釈水スラリが、混合タンク１１からヘッドボックス１５を通って走行金属スクリーンまたは金網１２まで供給される。重力によって引き出される水分が、第１領域１３でその成分から取り除かれる。まず、固形物の塊が、金網１２上に適当に、例えば厚さ３インチとなるように供給される。金網１２によって右から左に搬送されるに従って参照番号１６で表すマットが圧縮され一体化するように、１つもしくはそれ以上のローラ１４を用いることができる。
【００１１】
複数の真空吸引ボックス１７，１８，および１９が、金網１２の上段の下側に位置している。真空吸引ボックスの数と位置は、システム１０の設計によって変更可能である。システム１０は、例えば、３つの別体の真空ポンプによって３段階の真空レベルを生成することができる。真空レベルの例としては、２．５、７〜９、および１４〜１５水銀柱インチが挙げられる。１つもしくはそれ以上の真空吸引ボックスをそれぞれの真空レベルに割り当てることができる。すなわち、図示のシステム１０では、各真空レベルに対応する３つの真空吸引ボックスを設けた。スクリーン搬送方向の上流の真空吸引ボックス１７は、真空レベルが低く、ボックス１８は、中間の真空レベルであり、下流のボックス１９は、真空レベルが高い。真空レベルはそれより多くても少なくてもよく、また各真空レベルのボックスの数もそれより多くても少なくてもよい。金網１２の側方に平行に延びる大型ダクト２１、２２、２３を介して真空吸引ボックス１７〜１９の組がそれぞれ真空状態とされる。
【００１２】
真空状態は、各真空レベルに対して１台ずつの、システム１０の運転時に連続的に作動する大型ポンプによって生成される。
【００１３】
本発明は、個々の真空吸引ボックス１７〜１９に適用して水をマットから引き出す真空吸引を迅速に調整する一方、マットが、脱水によって引き起こされる収縮によりひび割れてしまう傾向を抑えることを目的とする。真空度は、図２に図式的に示した、ダクト２１〜２３とそれぞれの真空吸引ボックス１７〜１９の間に挿入される真空レベル毎に別体のバルブ２６で調整できる。ダクト２１〜２３はそれぞれ、マニホールドとして、そして、その容積から、真空保存のアキュミュレータとして機能する。バルブ２６は、好ましくは速度調整可能なモータ２７によって生成される回転によって周期的に作動する。図示のバルブ２６は、真空吸引ボックス１７ａ，ｂ，ｃまたは１８ａ，ｂ，ｃまたは１９ａ，ｂ，ｃそれぞれに対応付けられた３つの流入口を有する。バルブ２６の出口は、真空吸引ダクト２１〜２３のうちの１本に接続される。図２に示すバルブ２６は、低レベルのダクト２１と、金網１２に沿って並んで配置される３つのそれに対応する真空吸引ボックス１７ａ，１７ｂ，１７ｃに接続される。バルブ２６内部の回転可能なバルブエレメント２８が、ダクトを介して、順次、流入口２９および流出口を真空吸引源またはポンプ２４と接続、切断する。
【００１４】
金網１２の一般的なライン速度は、例えば、毎分２４フィートから３２フィートの範囲とすることができる。バルブは、例えば、６０から１２０ｒｐｍの範囲で回転させることができる。すなわち、バルブエレメント２８は、毎秒１または２回パルスを発するもしくは調節し、マット１６は１秒間に４．８から６．４インチの範囲で移動する。バルブ２６は、開放時間が一周回転する時間の５０％以下となる流入口２９を少なくとも１つ有することになると想定される。毎分３２フィートで、マットが毎秒６．４インチ移動し、バルブが６０ｒｐｍで回転して、開放時間が５０％であれば、バルブがマットの前進する長さに対して真空吸引を適用している間に、マットは、３．２インチ移動することになる。幾何学的な考察と一般的な観察に基づけば、局所的な過度の収縮によるひび割れを防ぐためには、この漸進的な前進に対応するマットの領域へ真空吸引を適用することが最適であると考えられる。すなわち、初めて影響を受けるボックスの箇所をマットが真空吸引下で前進しても、過度の収縮を起こす可能性は低い。金網１２が毎分３２フィート未満で走行する場合、および／またはそれぞれが一周のうちの一部の時間のみ開放される流入口をバルブが２個以上有する場合、および／または、バルブが６０ｒｐｍより速い速度で回転した場合、マットが前進する距離は、それに応じて３．２インチより短くなる。さらに、これら金網の速度、流出入口の数、バルブの回転速度などの要素は、それぞれが相乗効果を生みだす。従って、バルブ２６は、前進するマットの増分がさらに短くても、それに影響を及ぼすことができ、それにより、前進するウェブ長の増分に対する真空吸引による収縮の影響を減らすことができる。その結果、マットにはある標準的な程度の真空レベルを適用できるが、マットにひび割れができるほどの脱水によってマットが収縮するリスクは大幅に低減される。
【００１５】
除水が改善されると、３６で示したドライヤーが必要とする時間とエネルギーが低減される。これにより、製造ラインの運転速度を高め、吸音タイルが低コストで生産できるようになる。
【００１６】
図示の様に別の真空吸引ボックス１８および１９のセットに同じ真空吸引調整バルブ２６を採用することもできる。下流の真空吸引ボックス１８、１９は、上流の真空吸引ボックス１７，１８より高い真空レベルで運転するのが標準的である。
【００１７】
図２に図式的に示したバルブ２６は、本発明を実施するために考えられる様々構造のうちの１つに過ぎない。例えば、バルブ２６は、１つもしくはそれ以上の流入口を有し、複数の流入口を周期中で不規則な回数だけ起動させたり、一部の入口を他の入口より長い時間開放したり、複数のポートを同時に開放したりもできる。
【００１８】
この開示は、例示に過ぎず、詳細を追加、変形、削除することにより、本開示に含まれる公正な教義の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができることはいうまでもない。よって、本発明は、下記のクレームが必然的に限定される範囲を除き、本開示の特定の詳細事項に限定されることはない。
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月11日(2016.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する金網上において水フェルト化工程でベースマットを製造する際に使用する繊維とバインダのスラリを脱水する方法であって、走行する金網上に繊維とバインダのスラリを載置することと、金網の下の真空吸引ボックス内の真空度をピーク真空値と大気圧との間で周期的に調整することによって金網の底に適用した真空吸引を、繊維とバインダのスラリにかけることと、を含む方法。
【請求項２】
圧力の調整の周期の比率は、前記真空吸引ボックスで初めて前記真空吸引された金網上の前記繊維とバインダのスラリの流れの増分長さを３．２インチ未満の長さに制限するのに十分である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記真空度は、モータによって駆動される回転バルブによって調整される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記モータは変速装置である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記バルブは、前記金網に沿って配設された別体の真空吸引ボックスに対してそれぞれ機能する複数の流入口を有する請求項３に記載の方法。
【国際調査報告】
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