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KR102813153B1 - 사이징 조성물의 희석수의 양을 조정하기 위한 방법, 및 상응 계산 유닛 - Google Patents

사이징 조성물의 희석수의 양을 조정하기 위한 방법, 및 상응 계산 유닛 Download PDF

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KR102813153B1
KR102813153B1 KR1020217018555A KR20217018555A KR102813153B1 KR 102813153 B1 KR102813153 B1 KR 102813153B1 KR 1020217018555 A KR1020217018555 A KR 1020217018555A KR 20217018555 A KR20217018555 A KR 20217018555A KR 102813153 B1 KR102813153 B1 KR 102813153B1
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디아나 플라통
비트너 프레데릭 데랭
Original Assignee
쌩-고벵 이조베르
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Abstract

본 발명은 광물 섬유(F)의 매트를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 섬유(F)가 형성되고, 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 얻어진 사이징 조성물이 섬유(F)에 도포되고, 사이징 조성물이 함침된 섬유는, 섬유 수용 표면 및 그러한 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 외장(54)을 구비하는 개방-작업형 수용 장치(52) 상에서 수집되고, 매트는 열처리된다. 본 발명에 따른 방법은 섬유화 스테이션(12) 상의 공기의 습도, 적어도 하나의 흡입 외장(54) 내로 인입되는 공기의 습도 및 인입되는 공기의 유동, 그리고 수용 챔버(50)의 배출구에서의 매트에서 요구되는 물의 양에 따라 희석수의 최적의 양을 결정하는 단계, 그리고 그렇게 결정된 최적의 양에 따라 희석수의 양을 조정하는 단계를 포함한다.

Description

사이징 조성물의 희석수의 양을 조정하기 위한 방법, 및 상응 계산 유닛
본 발명은 광물 섬유, 예를 들어 유리 섬유를 기초로 하는 제품의 제조, 그리고 특히 결합제에 의해서 결합된 섬유의 매트(mat)를 이용하여 제조된 그러한 제품에 관한 것이다.
본 발명은, 보다 구체적으로, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 프로세스, 그리고 상응 제조 플랜트에 관한 것이다.
현재 시판되는 절연 제품은 통상적으로, 유기 또는 광물 결합제에 의해서 통합된, 유리 섬유와 같은 광물 섬유의 매트로부터 얻어진, 패널, 보드, 롤, 또는 관형이나 다른 형상의 제품으로 이루어진다.
그러한 섬유의 매트를 제조하기 위한 프로세스가 잘 알려져 있고, 일반적으로 이하의 일련의 단계를 포함한다:
- 유리 퍼니스(glass furnace) 내에서 광물 재료를 용융시키는 단계,
- 섬유로 성형하는 단계,
- 결합 화합물을 섬유에 첨가하는 단계,
- 수용 챔버 내에서 결합 화합물이 함침된 섬유를 수집하는 단계로서, 수용 챔버는, 섬유화 장치의 아래 및 그 축 내에서, 하나 이상의 흡입 도관을 하부 부분 내에서 구비하는 천공형 컨베이어 또는 그리드(grid)를 포함하는, 단계,
- 매트로서 지칭되는 두꺼운 또는 얇은 층의 형태로, 섬유를 수용 표면 상에서 이송하는 단계,
- 건조 오븐 내에서 결합 화합물을 전반적으로 가교결합 또는 중합 열처리하는 단계로서, 상기 열처리는 매트에 그 응집력을 제공하도록 의도된, 단계 및
- 결과적인 제품을 최종적으로 제조하는 단계.
바로 위에서 설명된 바와 같은 제조 프로세스의 모니터링과 관련된 내용에서, 양호한 품질의 매트를 보장하기 위해서, 생산의 적어도 일부에 걸쳐 그리고 바람직하게 그 전체에 걸쳐, 절차를 연속적으로 모니터링할 필요가 있다.
특허 출원 WO 2006/023137은, 예를 들어, 건조 오븐 내에서의 열처리 전에, 결합 화합물이 함침된 섬유의 매트 내에 존재하는 수분의 분광적 수단에 의한 측정을 기초로 프로세스를 모니터링하기 위한 프로세스를 설명한다. 측정된 수분 함량을 기준 값과 비교하는 것에 의해서, 적어도 하나의 매개변수의 조정은 프로세스의 연속적인 제어를 가능하게 한다. 그러나, 프로세스는 매트의 수분 변동을 방지할 수 없고; 프로세스는 단지 수분 변동을 교정한다.
오늘날 이용되는 페놀-포름알데히드 수지의 대체물로서, 친환경적인(biobased) 대안적인 결합제를 개발하고자 하는 요구로 인해서, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 프로세스에서 프로세스를 효과적으로 모니터링하는 것에 관한 중요성 및 필요성이 현재 더 증가되었다는 것에 주목하여야 한다. 이러한 친환경적인 결합제를 이용할 때, 희망하는 품질의 최종 제품을 보장하기 위해서 프로세스를 제어하는데 있어서, 페놀-포름알데히드 결합제에서보다 더, 미경화 제품 내의 물의 양 및 그 분산을 모니터링하고 최적화하는 것이 필수적이다.
구체적으로, 이러한 대안적인 결합제의 점도를 낮추기 위해서, 페놀-포름알데히드 결합제에 비해서, 섬유에 첨가된 용액 내에 존재하는 물의 비율을 상당히 증가시킬 필요가 있고, 이는, 라인을 떠나는 마감된 제품 내에 잠재적으로 존재하는 잔류 물의 제거와 관련된 어려움의 증가를 초래하고, 그에 따라 정밀 모니터링 수단의 존재를 보다 더 필요로 하게 된다.
본 발명의 목적은, 아직 경화되지 않은 제품 내의 물의 양을 더 효과적으로 모니터링하는 것에 의해서 매트의 열처리의 품질을 개선할 수 있게 하는 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 프로세스를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트의 섬유화 스테이션에서 섬유에 도포되도록 의도된 결합 화합물의 희석수의 양을 조정하기 위한 프로세스로 달성되고, 제조 플랜트는
- 섬유를 형성하기 위한 수단, 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유 상에 도포하기 위한 수단을 포함하는 섬유화 스테이션,
- 섬유-수용 표면을 구비하는, 천공형 수용 장치, 특히 천공형 컨베이어 또는 그리드, 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관을 포함하는 수용 챔버,
- 매트를 열처리하기 위한 수단을 포함하고,
프로세스는 적어도 이하의 단계를 포함한다:
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도를 결정하는 단계,
- 적어도 하나의 흡입 도관 내에서 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량을 결정하는 단계, 및
- 적어도 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도, 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량, 그리고 수용 챔버의 배출구에서의 매트 내의 희망하는 물의 양에 따라, 희석수의 최적의 양을 결정하는 단계,
- 그렇게 결정된 상기 최적의 양에 따라 희석수의 양을 조정하는 단계.
본원에서, 취입 공기는, 수용 챔버의 천공형 컨베이어 또는 그리드를 통해서 흡입 도관(들)에 의해서 실제로 취해진 공기로서 정의된다.
또한, 섬유화 스테이션은 수용 챔버의 천공형 컨베이어 또는 그리드의 상류에 위치된 모든 장치 또는 부재를 포함하는 것으로 정의된다.
마지막으로, 유도 공기는, 공기, 물 또는 다른 제품을 가열 또는 공급하기 위한 특정 부재(특히, 버너, 결합 화합물을 도포하기 위한 수단, 송풍 링, 공기 건(air gun), 재활용 제품의 단편을 공급하기 위한 선택적인 장치, 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 선택적인 장치)를 포함하는 섬유화 스테이션의 부재로부터 기원하지 않는, 흡입 도관에 의해서 취해진 공기의 부분으로서 정의된다.
이어서, 양은 일반적으로 질량 유동으로서 해석될 수 있고, 제조 프로세스는 연속적인 절차이다(매트가 이동된다).
섬유화 스테이션으로부터 건조 오븐의 상류까지의 열역학적 모델에 대한 구체적인 연구 후에, 유도 공기는 전술한 섬유의 매트를 제조하는 절차의 가장 결정적인 매개변수 중 하나라는 것을 확인하였다: 이러한 유도 공기의 물 기여(water contribution)는, 매트의 수분에 대한 모든 기여들 중에서, 가장 큰 변동이 발생되는 매개변수이다. 그에 따라, 유도 공기는 매트의 수분 목표를 유지하기 위해서 제어되어야 하는 주요 매개변수이다.
유도 공기의 양은 그대로 정량화하는 것이 불가능하다. 그러나, 출원인은, 취입 공기가 일반적으로 유도 공기로부터 주로, 종종 80% 초과로 유도된다는 것을 확인하였다. 본 발명의 대상인 프로세스는 이러한 결과, 그리고 또한, 유도 공기의 양을 계산하는 것 또는 개산하는 것(approximating)에 의해서 취입 공기의 양을 측정할 수 있는 가능성을 이용한다. 유도 공기의 습도를 아는 것에 의해서, 매트의 수분에 미치는 그 영향을 알 수 있다. 이러한 영향이 너무 큰 경우에, 다시 말해서 유도 공기가 많은 양을 물을 갖는 경우에, 이러한 물은 매트 내에서 부분적으로 발견될 것이고, 결합 화합물 내에 포함되는 물의 양을 줄일 수 있을 것이다. 다른 한편으로, 유도 공기가 너무 많은 증발을 초래하는 경우에, 이러한 양을 증가시킬 필요가 있을 것이다.
유도 공기에 의해서 제공되는 물에 따라, 결합 화합물 내의 물의 양을 조절하는 것은 정확하다는, 그리고 기존 제조 플랜트의 어떠한 큰 수정도 필요로 하지 않는다는 장점을 갖는다.
이는 단순한 단일 매개변수의 조정에 의해서 실행될 수 있고, 최종적으로 불량을 방지하는 것에 의해서 그리고 라인 상의 조정 동작을 제한하는 것에 의해서 생산 수율을 개선할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 프로세스는 유리 섬유의 매트의 제조에 특히 적합하다.
결합 화합물에서 사용되는 결합제는, 유리 솜을 기초로 하는 절연 제품의 분야에서 일반적으로 이용되는 임의의 유기 결합제일 수 있다.
이는, 물에서 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 단량체, 올리고머 또는 중합체의 중합 및/또는 가교결합에 의해서 얻어지는 불용해성(insoluble) 및 불용융성(infusible)의 열경화 결합제일 수 있다.
그러한 결합제의 예로서 이하를 언급할 수 있다;
- 페놀-포름알데히드 레졸 수지를 기초로 하고, 바람직하게 요소(urea)에 의해 개질된 것,
- Maillard 반응물(환원(reducing) 당 및 아민)을 기초로 하는 것,
- 폴리하이드록실화 반응물 및 폴리아미노 반응물과 같은, 아크릴 중합체 및 가교결합제를 기초로 하는 것,
- 비-환원 당 및/또는 수소첨가 당 및 폴리카르복실화 반응물, 예를 들어 시트르산을 기초로 하는 것,
- 카르복실산 무수물 및 알칸올아민의 반응에 의해서 얻어진 아미노 아미드를 기초로 하는 것.
그러한 프로세스는, 포름알데히드를 가지지 않는 및/또는 ("그린 결합제"로도 지칭되는) 친환경적 유기 화합물을 기초로 하는, 열경화되는/열경화성 결합제에 의해서 결합되는 광물 섬유에 특히 적합하다.
매트를 위한 물의 목표량이 바람직하게 15 중량% 미만, 더 바람직하게 0.5 중량% 내지 10 중량%, 보다 더 바람직하게 2 중량% 내지 10 중량%인 것이 확인되었다. 이러한 양은 매트에서 사용되는 결합제의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 친환경적 유기 결합제를 포함하는 매트를 위한 물의 목표량은 1 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게 2 중량% 내지 10 중량%이다. 페놀-포름알데히드 수지 유형의 결합제를 포함하는 매트의 경우에, 이러한 물의 목표량은 0.5 중량% 내지 15 중량% 그리고 바람직하게 1 중량% 내지 5 중량%이다. 아크릴 중합체를 기초로 하는 결합제를 포함하는 매트의 경우에, 물의 목표량은 1 중량% 내지 15 중량%, 바람직하게 2 중량% 내지 10 중량%이다.
섬유화 스테이션은 전형적으로 공기, 물 또는 다른 제품을 가열 또는 공급하기 위한 복수의 부재, 특히 적어도 하나의 버너 및/또는 결합 화합물을 도포하기 위한 수단, 및/또는 적어도 하나의 송풍 링 및/또는 공기 건, 및/또는 재활용 제품, 특히 잘려진 매트의 단편을 공급하기 위한 적어도 하나의 장치, 및/또는 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 적어도 하나의 장치를 포함한다.
특정양의 물을 명확하게 포함하는, 특히
- 공기 링(들)으로부터 기원하는 공기,
- 버너(들)로부터 기원하는 공기,
- 결합 화합물을 도포하기 위한 수단으로부터 기원하는 공기,
- 공기 건으로부터 기원하는 공기,
- 연부 단편을 도입하기 위한 가능한 장치(들)로부터 기원하는 공기인, 취입 공기에 대한 기여는, 희석수의 최적의 양의 결정에서 무시되거나 일정한 형태로 고려된다. 이러한 기여는 미리 측정 또는 계산될 수 있다.
흡입 도관(들)에 의해서 취해지는 공기의 부분이 섬유화 스테이션에서 재도입되도록 재활용되는 특정의 특별한 경우에, 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 가능한 장치(들)로부터 기원하는 공기를, 희석수의 양의 계산에서, 고려할 필요가 있을 수 있다. 재활용 취입 공기의 양은 사실상 취입 공기의 양의 50%까지의 범위의 값에 도달할 수 있고, 그에 따라 그러한 매개변수가 중요해질 수 있다.
일 예에 따라, 섬유화 스테이션의 부재들 중 하나 이상으로부터 초래되는, 이용 가능 물로 지칭되는, 물의 양은 희석수의 최적의 양을 결정에서 고려된다. 이러한 이용 가능한 물의 양은 테스트에 의해서 미리 측정될 수 있거나 연산에 의해서 결정될 수 있다.
일 예에 따라, 이용 가능한 물의 양은, 적어도, 적어도 하나의 버너로부터 초래되는 물의 양 및 결합제 조성물로부터 초래되는 물의 양의 합과 동일하다. 다시 말해서, 이용 가능한 물의 양은, 적어도 이러한 합계와 동일한 값에 의해서 개산된다.
흡입 도관(들)에 의해서 취해진 공기의 일부가 섬유화 스테이션에서 재도입되도록 재활용되는 경우에, 이용 가능한 물의 양은, 적어도, 적어도 하나의 버너로부터 초래되는 물의 양, 결합제 조성물로부터 초래되는 물의 양, 및 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 적어도 하나의 장치로부터 초래되는 물의 양의 합과 동일할 수 있다. 다시 말해서, 이용 가능한 물의 양은, 적어도 이러한 합계와 동일한 값에 의해서 개산될 수 있다.
일 예에 따라, 결합 화합물 내의 물의 양의 조정은 광물 섬유의 매트의 제조 중에 연속적으로 실행된다. 따라서 희석은 주변 습도 조건에 따라 실시간으로 적응되고, 그에 따라 매트 내의 수분의 변동은 매우 작거나 심지어 완전히 존재하지 않는데, 이는 그러한 변동이 공급원에서 방지되었기 때문이다.
다른 예에 따라, 결합 화합물 내의 물의 양의 조정은 또한 주기적으로, 예를 들어 매시간에, 또는 각각의 제품의 변경 후에 실행될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기 유량은 일정 값에서 유지된다.
다른 예에 따라, 취입 공기 유량이 측정되고, 그렇게 측정된 값은 희석수의 최적의 양의 결정에서 변수로서 고려된다.
흡입 도관(들) 내의 취입 공기 유량은 그러한 또는 각각의 흡입 도관 내의 공기의 속력을 또는 공기의 속력과 직접적으로 연계되는 압력차를 직접적으로 측정하는 것에 의해서 얻어질 수 있다.
예를 들어, 압력 측정을 위한 피토관(pitot tube)(들) 시스템 또는 Annubar, 및 속력 측정을 위한 풍속계 또는 임의의 다른 균등한 시스템을 이용할 수 있다.
일 예에 따라, 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도를 결정하기 위해서, 공기의 습도 측정이 섬유화 스테이션의 여러 위치들에서 실행되고, 그렇게 측정된 값의 평균, 선택적으로 가중된 평균이 연산된다.
본 발명은 또한 광물 섬유의 매트를 제조하는 프로세스에 관한 것으로서,
- 섬유화 스테이션에서, 섬유가 형성되고 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물이 상기 섬유 상으로 도포되고,
- 결합 화합물이 함침된 섬유가 수용 챔버 내에서 수집되고, 수용 챔버는, 섬유-수용 표면을 구비하는, 천공형 수용 장치, 특히 천공형 컨베이어 또는 그리드, 및 상기 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관을 포함하고,
- 매트가 열처리되고,
프로세스는, 추가적으로:
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도가 결정되는 것,
- 적어도 하나의 흡입 도관 내에서 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량이 결정되는 것, 및
- 적어도 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도, 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량, 그리고 수용 챔버의 배출구에서의 매트 내의 희망하는 물의 목표량에 따라, 희석수의 최적의 양이 결정되는 것,
- 그렇게 결정된 상기 최적의 양에 따라 희석수의 양이 조정되는 것을 특징으로 한다.
모니터링 프로세스와 관련하여 전술한 특징 모두가 또한 제조 프로세스에 적용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
본 발명은 또한 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트의 섬유화 스테이션에서 섬유에 도포되도록 의도된 결합 화합물의 희석수의 양을 연산하기 위한 유닛에 관한 것으로서, 제조 플랜트는
- 섬유를 형성하기 위한 수단, 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유 상에 도포하기 위한 수단을 포함하는 섬유화 스테이션,
- 섬유-수용 표면을 구비하는, 천공형 수용 장치, 특히 천공형 컨베이어 또는 그리드, 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관을 포함하는 수용 챔버,
- 매트를 열처리하기 위한 수단을 포함하고,
연산 유닛은:
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도를 결정하기 위한 수단,
- 적어도 하나의 흡입 도관 내에서 취입 공기의 습도를 결정하기 위한 수단 및 취입 공기 유량을 결정하기 위한 수단,
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도, 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량, 그리고 수용 챔버의 배출구에서의 매트 내의 희망하는 물의 양에 따라, 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 수단, 및
- 상기 연산 수단에 의해서 결정된 상기 최적의 양에 따라 희석수의 양을 조정하기 위한 수단을 더 포함한다.
마지막으로, 본 발명은 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트에 관한 것으로서
- 섬유를 형성하기 위한 수단, 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유 상에 도포하기 위한 수단을 포함하는 섬유화 스테이션,
- 섬유-수용 표면을 구비하는, 천공형 수용 장치, 특히 천공형 컨베이어 또는 그리드, 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관을 포함하는 수용 챔버,
- 매트를 열처리하기 위한 수단을 포함하고,
플랜트는:
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도를 결정하기 위한 수단,
- 적어도 하나의 흡입 도관 내에서 취입 공기의 습도를 결정하기 위한 수단 및 취입 공기 유량을 결정하기 위한 수단,
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도, 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량, 그리고 수용 챔버의 배출구에서의 매트 내의 희망하는 물의 양에 따라, 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 수단, 및
- 상기 연산 수단에 의해서 결정된 상기 최적의 양에 따라 희석수의 양을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
몇몇 실시예 또는 예시적인 실시예가 본 명세서에서 설명된다. 그러나, 달리 특정되지 않는 한, 임의의 하나의 실시예 또는 예시적인 실시예와 관련하여 설명된 특징이 다른 실시예 또는 예시적인 실시예에 적용될 수 있다.
비제한적인 예를 나타내는 몇몇 실시예에 후속되는 상세한 설명으로부터, 본 발명이 보다 잘 이해될 것이고 그 장점이 보다 더 명확해질 것이다.
그러한 설명은 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 제1의 예시적인 실시예에 따른, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 2a는 도 1의 II를 따른 횡단면도이다.
도 2b는 도 2a의 IIB 부분의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2의 예시적인 실시예에 따른, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
도 1은, 제조 절차의 순서, 섬유화 스테이션(12), 형성 스테이션(14), 및 건조 오븐(16)을 포함하는, 제1의 예시적인 실시예에 따른 유리 섬유의 매트(M)를 제조하기 위한 플랜트(10)의 개략도이다.
섬유화 스테이션(12)은 적어도 하나의 섬유화 장치(20), 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 직결로 배열된 복수의 그러한 장치(20a, …, 20n)를 포함한다.
그러한 섬유화 장치(20)는 도 2a 및 도 2b에 더 구체적으로 도시되어 있다.
섬유를 제조하기 위해서, 장치(20)는 섬유화 스피너(spinner)로도 알려진 스피너(22)를 포함하고, 그러한 스피너는 특히 수직인 축(A)을 중심으로 고속으로 회전될 수 있고 복수의 오리피스(26)가 천공된 환형 벽(24) 그리고 선택적으로 기부를 포함한다. 스피너(22) 내로 도입된 용융 유리 스트림은 원심력의 영향 하에서 복수의 오리피스(26)에 의해서 투사되어, 복수의 필라멘트를 생성한다.
각각의 섬유화 장치(20)는 또한, 스피너를 떠나는 상기 필라멘트를 가열하도록 그리고 얇게 만들어서 이들을 섬유(F)로 변형시키도록 의도된, 스피너(22)의 환형 벽(24)에 실질적으로 접선적으로, 고온 약화(attenuating) 가스 제트(32)를 생성하는 적어도 하나의 환형 버너(30)를 포함한다.
선택적으로, 섬유화 장치(20)는 또한 자기 유도 링(34) 형태의, 스피너의 하부 부분을 가열하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
각각의 섬유화 장치(20)는, 버너(30) 아래에 배치되고 섬유가 스피너(22)의 회전 축(A)으로부터 너무 멀리 분산되는 것을 방지하도록 의도된, 송풍 링 또는 공기 링(36)을 더 포함한다.
각각의 섬유화 장치(20)는, 마지막으로, 결합 화합물을 섬유(F)에 도포하기 위한 장치(40)를 포함한다. 이러한 도포 장치(40)는 전형적으로 분무 노즐(44)을 수반하는 환형 링(42)의 형태이고, 그러한 링의 내측을 유리 섬유(F)가 연속적으로 통과한다. 링(42)은 결합 화합물 탱크(46)에 연결되고, 이러한 링과 연관된 각각의 분무 노즐(44)은, 유리 섬유가 통과할 때 결합 화합물을 투사하기 위해서, 한편으로 소정량의 결합 화합물을 수용하도록 그리고 다른 한편으로 독립적인 공급부(미도시)를 통해서 소정량의 압축 공기를 수용하도록 구성된다.
결합 화합물 탱크(46) 내에서, 결합제 조성물은, 조정 수단, 전형적으로 제어 밸브(49)를 구비하는 물 공급 라인(48)을 통해서 결합 화합물 탱크(46)에 연결된 물 탱크(47)로부터 초래되는, 많은 또는 적은 양의 희석수와 혼합된다.
결합제 조성물은 수성 용액이고, 그 고체 함량은 일정하고, 전형적으로 약 15 중량%이다. 그 고체는 건조 오븐(16) 내의 열처리 상황에서의 중합을 통해서 반응하도록 의도된 화학적 전구체로 이루어진다.
희석수의 양은, 그 일부에 대해서, 조정 수단(49)에 의해서 조정될 수 있는 매개변수이고, 그에 따라 섬유(F)에 최종적으로 도포되는 결합 화합물의 물 함량을 조절할 수 있게 한다.
선택적으로, 섬유화 장치(20)는, 결합 화합물 도포하기 위한 장치(40)의 하류에서, 여기에서 화살표에 의해서 개략적으로 표시된 - 공기 건으로도 알려져 있는 - 공기 노즐(38)을 더 포함하고, 그에 따라 섬유(F)를 분산시킬 수 있게 한다. 필요한 경우에, 노즐의 배향 및 그로부터 초래되는 공기의 압력을 변경하는 것에 의해서, 섬유(F)의 분산이 조정된다.
따라서, 각각의 섬유화 장치(20)의 유리 섬유(F)는, 형성 스테이션(14)에 도달할 때까지, 낙하된다. 여기에서, 섬유는 수용 챔버(50) 내에서 매트(M)의 형태로 천공형 컨베이어(52) 상에서 수집된다. 도면에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 흡입 도관(54)(도 1에 도시된 예에서 3개의 도관(각각 54a, 54b, 54c))은, 매트(M)를 수용하는 컨베이어(52)의 수용 표면(52a) 아래에서 음압을 생성하고 유지하도록 의도된다. 이를 위해서, 각각의 흡입 도관(54)은, 그 "상류" 단부를 통해서, 컨베이어(52)의 수용 표면(52a) 아래로 개방되고, 흡입력을 생성하는 하나 이상의 추출 팬(56)(도 2a에서 확인 가능)에 연결된다. 그렇게 취해진 공기는 형성 공기 또는 취입 공기로 지칭된다.
수용 챔버(50)는 전형적으로 쌍으로 직교되는 4개의 벽: 컨베이어의 운반 방향에 횡방향인, 2개의 전방 및 후방 고정 벽(58, 60), 그리고 외부 부분(62a, 64a)이 물에 의해서 연속적으로 세정되는, 이동하는 무한 벨트로 구성된 - 후드 벽으로도 알려진 - 2개의 측벽(62, 64)에 의해서 경계 지어진다. 후드 벽의 내부 표면(62b, 64b)은 수용 챔버(50) 내측에서 분진 및 결합제를 회수한다. 이러한 분진은 상기 표면의 세정 중에, 회전을 통해서 외측으로 전달될 때, 외측으로 방출된다.
변형예로서, 수용 챔버의 4개의 벽이 앞서 정의된 바와 같은 이동 무한 벨트로 형성될 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
이어서, 매트(M)는 가교결합 스테이션을 형성하는 건조 오븐(16)의 방향으로 전달되고, 건조 오븐 내에서 매트가 동시에 건조되고 특정 열처리를 거치며, 이는 섬유의 표면에 존재하는 결합제의 수지의 중합(또는 "경화")을 일으킨다.
이어서, 광물 섬유의 매트(M)에 대해서
- 일반적으로 톱을 이용하여, 길이방향으로, 그 불균일 연부를 길이방향으로 컷팅하는 것, 그리고
- 시트 또는 롤로서 배열될 수 있는 블록을 획득하기 위해서, 일반적으로 톱 또는 절단기에 의해서, 횡방향으로 그리고 선택적으로 두께 방향(분열(splitting))으로 컷팅하는 것을 실시하고,
그에 따라 예를 들어 단열 및/또는 방음 패널 또는 롤을 형성한다.
특정 제조 플랜트에서, 패널의 불균일한 연부가 회수되고, 분쇄되고, 이어서 프로세스의 상류로 재도입된다. 이어서, 섬유화 스테이션(12)은, 전술한 것에 더하여, 재활용 제품의 단편을 공급하기 위한 하나 이상의 장치(68)를 포함할 수 있고: 재활용 제품의 단편을 공급하기 위한 각각의 장치(68)는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 섬유화 장치들(20) 사이에, 바람직하게 2개의 스피너(들)(22) 사이에 위치된다.
본 발명에 따라, 제조 프로세스는, 상이한 프로세스의 레벨들에서 측정된 그리고 - 다른 매개변수의 경우에 - 연산되거나 미리 설정된 몇몇 매개변수에 따라 희석수의 최적의 양을 연산하는 단계를 포함한다.
이러한 연산은 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 유닛(70)에 의해서 실행되고, 그러한 유닛(70)은 이하에서 설명되는 복수의 측정 장치에 연결되고, 그에 의해서 이하가 결정된다:
- 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도,
- 적어도 하나의 흡입 도관 내의 흡입 공기의 습도, 및
- 적어도 하나의 흡입 도관 내의 흡입 공기 유량.
연산되거나 미리 설정된 프로세스의 이러한 측정된 데이터 및 다른 매개변수를 이용함으로써, 연산 유닛은 이하의 유형의 식을 이용하는 것에 의해서 희석수의 최적의 양을 결정하고:
여기에서, Dd는 결합 화합물에 첨가되는 물의 질량 유량(kg/h)이고
Dm은 수용 챔버의 배출구에서의 그리고 건조 오븐의 상류에서의 이동 매트 내의 희망하는 물의 목표 질량 유량(kg/h)이고
Daa는 적어도 하나의 흡입 도관에 의해서 취해지는 공기의 질량 유량(kg/h)이고
Haa는 적어도 하나의 흡입 도관 내의 공기의 절대 습도(물의 kg/건조 공기의 kg)이고
Hai는 섬유화 스테이션 내의 공기의 평균 절대 습도(물의 kg/건조 공기의 kg)이고
Ca는 섬유화 스테이션의 부재로부터 초래되는 공기의 양을 나타내는 값이고
Ce는 섬유화 스테이션의 부재로부터 초래되는 물의 양을 나타내는 값이다.
섬유화 스테이션(12) 내의 주변 공기의 절대 습도는, 섬유화 스테이션의 일반적인 습도 측정 및 온도 조건을 나타내는 구역 내에 배치되는, 적어도 하나의 상대 습도 측정 장치(72) 및 적어도 하나의 온도 측정 장치(74)를 이용하여 측정된, 상대 습도로부터의 그리고 공기의 온도로부터의 연산에 의해서 얻어질 수 있다.
습도 측정 및 온도가 국소적으로 달라질 수 있음에 따라, 플랜트는 바람직하게, 섬유화 스테이션(12)에서, 테스트 구역으로 지칭되는 여러 구역 내에 각각 배치되는, 복수의 상대 습도 측정 장치(72a, …, 72n), 그리고 또한 복수의 온도 측정 장치(74a, …, 74n)를 포함한다. 이러한 습도 및 온도 측정 장치의 모두가 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 유닛(70)에 연결되고, 그러한 유닛(70)은, 그렇게 얻어진 측정치를 기초로, 평균 습도 및 온도 값을 연산하고, 그로부터, 전술한 식에서 Hai로서 사용될 수 있는 평균 절대 습도를 추정한다.
테스트 구역은 예를 들어, 섬유화 스테이션의 전체에 걸쳐 분포된 습도 측정 탐침들을 이용하여 유도 공기의 습도 측정의 맵을 생성하는 것에 의해서 미리 결정된다. 이러한 탐침은 공기 유동 그리고 습도 측정의 차이를 검출할 수 있고, 그에 따라, 평균 주변 습도의 결정을 위해서 고려되어야 하는 구역을 규정할 수 있다.
매트 내의 희망하는 물의 목표 질량 유량(Dm)(kg/h)은 테스트에 의해서 결정되고 경화되는 매트의 요구되는 특성에 따라 달라지고: 이는 특히 섬유(F)의 밀도, 결합제 조성물의 제형, 및 결합제의 양에 따라 달라진다.
적어도 하나의 흡입 도관에 의해서 취해지는 공기의 질량 유량(Daa)(kg/h)은 용이하게 측정 및 조정될 수 있다.
도관(54b) 내의 유량을 측정하기 위한 장치(76)가 여기에서 도 2a에 개략적으로 도시되어 있다. 유리하게, 유량의 변동이 측정 장치(76)에 의해서 검출될 때, 제어 장치(80)는 추출 팬(들)(56)의 속력을 그에 따라 조정하여 유량이 다시 그 공칭/희망 값이 되게 한다. 따라서, 상기 적어도 흡입 도관(54) 내의 취입 공기 유량이 일정 값에서 유지된다.
측정 장치(76)는 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 유닛(70)과 직접적으로 통신할 수 있다(통신은 도 2a에 도시되지 않았다).
다른 구현 예에 따라, 취입 공기 유량이 전술한 바와 같이 측정될 수 있고, 그렇게 측정된 값은 희석수의 최적의 양의 결정에서 변수로서 고려된다. 이러한 정확한 경우에, 측정 장치(76)와 연산 유닛(70) 사이의 직접적인 통신이 특히 유리하다.
적어도 하나의 흡입 도관(54b) 내의 공기의 절대 습도(Haa)는, 자체적으로, 도 2a에서 78로 표시된, 연산 유닛(70)과 통신하는, 도관 내측에 제공된 임의의 적절한 수단(또는 수단들의 조합)에 의해서 측정되거나 획득된다.
값(Ce)은 바람직하게 적어도, 각각 알고 있는 연소되는 공기의 유량 및 조성, 그리고 조정에 의해서 규정되는 결합제 조성물의 유량 및 결합제 조성물의 물 함량에 의해서 계산될 수 있는, 버너(30)로부터 초래된 물의 양 및 결합제 조성물로부터 초래된 물의 양의 합과 동일한 값에 의해서 개산된다.
보다 더 바람직하게, 값(Ce)은 버너(30)로부터 그리고 결합제 조성물로부터 초래되는 물의 양, 그러나 또한 공기 링(36)으로부터 및/또는 공기 건(38)으로부터 및/또는 결합 화합물을 도포하기 위한 장치(40)로부터 및/또는 연부 단편을 도입하기 위한 가능한 장치(들)(68)로부터 초래되는 물의 양의 합과 동일한 값에 의해서 개산된다.
값(Ca)은 바람직하게, 적어도 공기 건(38)으로부터 그리고 연부 단편을 도입하기 위한 가능한 장치(들)(68)로부터 초래되는 공기의 양의 합과 동일한 값에 의해서 개산된다.
보다 더 바람직하게, 값(Ca)은 공기 건(38)으로부터 그리고 연부 단편을 도입하기 위한 가능한 장치(들)(68)로부터 초래되는 공기의 양, 그러나 또한 버너(30)로부터 그리고 공기 링(36)으로부터 초래되는 공기의 양의 합과 동일한 값에 의해서 개산된다.
희석수의 최적의 양이 연산 유닛(70)에 의해서 일단 연산되면, 이러한 양은 고려되는 순간에서의 희석수의 실제량과 비교되고, 필요한 경우에, 연산 유닛(70)은, 상기 최적의 값에 도달하도록 희석수의 양을 조정하기 위한 수단, 여기에서 제어 밸브(49)를 제어한다.
도 3은 본 발명의 제2의 구현 예에 따른, 광물 섬유의 매트를 제조하기 위한 플랜트의 개략도이다.
이러한 플랜트는, 취입 공기의 일부를 그러한 공기가 재도입되는 섬유화 스테이션(12)으로 재순환시키기 위한 회로(90)를 포함한다는 점에서, 도 1 및 도 2와 관련하여 설명된 것과 상이하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 재순환 라인(92)은 각각의 흡입 도관(54a, 54b, 54c)을, 2개의 섬유화 장치들(20) 사이에 각각 배치된 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 장치(94a, …, 94d)에 연결한다.
재활용 공기 유량은 예를 들어 취입 공기 유량의 X　= 20% 내지 70%를 나타낸다.
이러한 경우에, 희석수의 최적의 양의 결정은 이하의 유형의 식을 이용하여 실행되며:
여기에서, Dd는 결합 화합물에 첨가되는 물의 질량 유량(kg/h)이고
Dm은 수용 챔버의 배출구에서의 그리고 건조 오븐의 상류에서의 이동 매트 내의 희망하는 물의 목표 질량 유량(kg/h)이고
Daa는 적어도 하나의 흡입 도관에 의해서 취해지는 공기의 질량 유량(kg/h)이고
Haa는 적어도 하나의 흡입 도관 내의 취입 공기의 절대 습도(물의 kg/건조 공기의 kg)이고
Hai는 섬유화 스테이션 내의 공기의 평균 절대 습도(물의 kg/건조 공기의 kg)이고
Har은 재활용 공기의 절대 습도(물의 kg/건조 공기의 kg)이고
X는 재활용 공기 질량 유량/취입 공기 질량 유량의 비율이고
Ca는 섬유화 스테이션의 부재로부터 초래되는 공기의 양을 나타내는 값이고
Ce는 섬유화 스테이션의 부재로부터 초래되는 물의 양을 나타내는 값이다.
재활용 공기의 절대 습도(Har)가 취입 공기의 절대 습도(Haa)와 동일할 수 있다는 것 - 또는 동일하지 않을 수 있다는 것 - 에 주목하여야 한다.
바람직하게, 재순환 라인(92) 내의 재활용 공기의 습도 측정은, 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 유닛(70)에 각각 연결된, 적어도 하나의 상대 습도 측정 장치 및 온도 측정 장치(미도시)에 의해서 측정된다.

Claims (14)

  1. 광물 섬유의 매트(M)를 제조하기 위한 플랜트(10)의 섬유화 스테이션(12)에서 섬유(F)에 도포되도록 의도된 결합 화합물의 희석수의 양을 조정하기 위한 방법이며, 상기 제조 플랜트(10)는
    - 상기 섬유를 형성하기 위한 수단(20), 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유(F) 상에 도포하기 위한 수단(40)을 포함하는 섬유화 스테이션(12),
    - 섬유-수용 표면을 구비하는 천공형 수용 장치(52) 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관(54)을 포함하는 수용 챔버(50),
    - 상기 매트(M)를 열처리하기 위한 수단(16)을 포함하고,
    상기 방법은 적어도 이하의 단계:
    - 상기 섬유화 스테이션(12) 내의 주변 공기의 습도를 결정하는 단계,
    - 상기 적어도 하나의 흡입 도관(54) 내에서 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량을 결정하는 단계,
    - 적어도 상기 섬유화 스테이션(12) 내의 주변 공기의 습도, 상기 적어도 하나의 흡입 도관(54) 내의 취입 공기의 습도 및 취입 공기 유량, 그리고 상기 수용 챔버(50)의 배출구에서의 상기 매트(M) 내의 희망하는 물의 양의 함수로 희석수의 최적의 양을 결정하는 단계, 및
    - 그렇게 결정된 상기 최적의 양의 함수로 상기 희석수의 양을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유화 스테이션(12)은 공기, 물 또는 다른 제품을 가열 또는 공급하기 위한 복수의 부재를 포함하고,
    상기 복수의 부재는, 적어도 하나의 버너(30), 상기 결합 화합물을 도포하기 위한 수단(40), 적어도 하나의 송풍 링(36), 공기 건(38), 재활용 제품의 단편을 공급하기 위한 적어도 하나의 장치(68), 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 적어도 하나의 장치(94a, …, 94d), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고,
    상기 희석수의 최적의 양은, 상기 부재 중 하나 이상으로부터 초래되는, 이용 가능한 물로 지칭되는, 물의 양을 더 고려하는 것에 의해서 결정되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 부재는 적어도 하나의 버너(30)를 포함하고,
    상기 이용 가능한 물의 양은, 상기 적어도 하나의 버너(30)로부터 초래되는 물의 양 및 상기 결합제 조성물로부터 초래되는 물의 양의 합과 적어도 동일한, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 부재는 적어도 하나의 버너(30) 및 적어도 하나의 장치(94a, …, 94d)를 포함하고,
    상기 이용 가능한 물의 양은, 상기 적어도 하나의 버너(30)로부터 초래되는 물의 양, 상기 결합제 조성물로부터 초래되는 물의 양, 및 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 상기 적어도 하나의 장치(94a, …, 94d)로부터 초래되는 물의 양의 합과 적어도 동일한, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유화 스테이션은 공기, 물 또는 다른 제품을 가열 또는 공급하기 위한 복수의 부재를 포함하고,
    상기 복수의 부재는, 적어도 하나의 버너(30), 상기 결합 화합물을 도포하기 위한 수단(40), 적어도 하나의 송풍 링(36), 공기 건(38), 재활용 제품의 단편을 공급하기 위한 적어도 하나의 장치(68), 재활용 취입 공기를 공급하기 위한 적어도 하나의 장치(94a, …, 94d), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고,
    상기 희석수의 최적의 양은, 상기 부재 중 하나 이상으로부터 초래되는, 이용 가능한 공기로 지칭되는, 공기의 양을 더 고려하는 것에 의해서 결정되는, 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡입 도관(54) 내의 상기 취입 공기 유량이 일정 값에서 유지되는, 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유화 스테이션(12) 내의 주변 공기의 습도를 결정하기 위해서, 상기 공기의 습도의 측정이 상기 섬유화 스테이션(12)의 여러 위치들에서 실행되고, 그렇게 측정된 값의 평균이 연산되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 화합물 내의 상기 희석수의 양의 조정은 상기 광물 섬유의 매트(M)의 제조 중에 연속적으로 실행되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 화합물 내의 물의 양의 조정이 주기적으로 또는 각각의 제품의 변경 후에 실행되는, 방법.
  10. 광물 섬유의 매트(M)를 제조하기 위한 방법이며,
    - 섬유화 스테이션(12)에서, 섬유(F)가 형성되고 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물이 상기 섬유(F) 상으로 도포되고,
    - 상기 결합 화합물이 함침된 상기 섬유(F)가 수용 챔버(50) 내에서 수집되고, 상기 수용 챔버는 섬유-수용 표면을 구비하는 천공형 수용 장치(52), 및 상기 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관(54)을 포함하고,
    - 상기 매트가 열처리되고,
    상기 방법은 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법의 결합 화합물의 희석수의 양을 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 광물 섬유의 매트(M)를 제조하기 위한 플랜트(10)의 섬유화 스테이션(12)에서 섬유(F)에 도포되도록 의도된 결합 화합물의 희석수의 양을 연산하기 위한 연산 유닛(70)이며, 상기 제조 플랜트(10)는
    - 상기 섬유(F)를 형성하기 위한 수단(20), 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유(F) 상에 도포하기 위한 수단(40)을 포함하는 섬유화 스테이션(12),
    - 섬유-수용 표면을 구비하는 천공형 수용 장치(52) 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관(54)을 포함하는 수용 챔버(50), 및
    - 상기 매트를 열처리하기 위한 수단(16)을 포함하고,
    상기 연산 유닛이:
    - 상기 섬유화 스테이션 내의 주변 공기의 습도를 결정하기 위한 수단(72, 74),
    - 상기 적어도 하나의 흡입 도관(54) 내에서 취입 공기의 습도를 결정하기 위한 수단(78) 및 취입 공기 유량을 결정하기 위한 수단(76),
    - 적어도, 상기 섬유화 스테이션(12) 내의 주변 공기의 습도, 상기 적어도 하나의 흡입 도관(54) 내의 상기 취입 공기의 습도 및 상기 취입 공기 유량, 그리고 상기 수용 챔버(50)의 배출구에서의 상기 매트(M) 내의 희망하는 물의 양의 함수로 희석수의 최적의 양을 연산하기 위한 수단, 및
    - 상기 연산 수단에 의해서 결정된 상기 최적의 양의 함수로 희석수의 양을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는, 연산 유닛(70).
  12. 광물 섬유의 매트(M)를 제조하기 위한 플랜트(10)이며,
    - 상기 섬유를 형성하기 위한 수단(20), 및 결합제 조성물과 희석수의 혼합물로부터 초래되는 결합 화합물을 상기 섬유 상에 도포하기 위한 수단(40)을 포함하는 섬유화 스테이션(12),
    - 섬유-수용 표면을 구비하는 천공형 수용 장치(52) 및 상기 수용 표면 아래의 적어도 하나의 흡입 도관(54)을 포함하는 수용 챔버(50),
    - 상기 매트를 열처리하기 위한 수단(16)을 포함하고,
    상기 제조 플랜트는, 제11항의 연산 유닛(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랜트(10).
  13. 제2항에 있어서, 상기 이용 가능한 물의 양은 테스트에 의해서 미리 측정되거나 연산에 의해서 결정되는, 방법.
  14. 제5항에 있어서, 상기 이용 가능한 공기의 양은 테스트에 의해서 미리 측정되거나 연산에 의해서 결정되는, 방법.
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