TWI278439B

TWI278439B - Process and device for formation of mineral wool and mineral wool products produced thereby

Info

Publication number: TWI278439B
Application number: TW091102608A
Authority: TW
Inventors: Mark Trabbold; Alain Yang; Sebastien Beaufils; Christophe Wagner
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-04-11
Also published as: FR2820736B1; EA200300892A1; HUP0303222A3; HU227416B1; HRP20030638A2; CA2436506A1; PL200834B1; CA2436894A1; EP1370496A1; WO2002070417A1; NO20033587L; NO20033588L; EP1360152B1; EA200300886A1; KR20030075190A; BR0206934B1; US7314557B2; NZ526763A; HU227417B1; HRP20030637B1

Description

1278439 A7 B7 五、發明説明（彳）發明背景本發明係有關用以形成礦物纖維或其他熱塑材料之技術，透過結合與其藉由高溫下氣體流之吸引的內部離心之方法。其特別應用於玻璃纖維之工業生產，以供使用於 (例如）熱及/或聲音隔離產品的組成。玻璃及其他熱塑材料之小直徑纖維已被使用於多種應用，包含聲音及熱的隔離材料。當小直徑的玻璃纖維被組合爲網（於此可另稱爲“毯子”、“棉絮”或“纖維堆”）時，則其個別缺乏強度或硬度之玻璃纖維可被樹脂接合並形成爲一棉絮，其係相當強韌、重量輕、高度可壓縮且有彈性的。隔離棉絮可被覆蓋以紙張或塑膠，或者不覆蓋。本發明所相關之纖維形成方法包括饋送模鑄玻璃之一稀薄束至一離心機（其亦稱爲纖維化紡紗機），高速地旋轉並以極大量的孔洞於其周邊穿孔，使玻璃於離心力之作用下透過這些孔而噴出爲細絲之形式。這些細絲接著遭受高溫及高速環狀吸引流（沿著離心機之壁）之作用。此流將細絲薄化並將其轉變爲纖維。所形成之纖維係由此氣體吸引流所攜載朝向一接收機構，其一般包括一氣體可穿透條。一需用來將纖維接合爲纖維產品之接合劑被噴灑至纖維上’當其被吸引朝下時。纖維被接著收集並形成爲棉絮。此方法係已知爲“內部離心”。離心氣浪（blast)、變薄玻璃纖維化技術（一般描述如上）已於商業上使用多年以供製造玻璃纖維所製的隔離本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _4 - 1278439 A7 B7 __ 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 棉絮及毯子，而目前所製造之大多數玻璃纖維隔離係利用此技術來製造。此方法之各種形式的細節被揭露於（例如）美國專利RE 24，7〇8;2，984，86 4;2，991，507;3，0 07，196;3，〇 17，663;3，020，586;3，084，38 1;3，084，525;3，254，977;3，3 04，164;3，819，345;4，2〇3，77 4;4，759，974;及5，743，932，其係列入於此以供參考。此方法已經歷數種改良，其部分係特別針對纖維化紡紗機，其他的係針對產生環狀吸引流之裝置，例如，使用特定型式之燃燒器。參見有關此特徵之E P - B — 〇 1 89 3 5 4； ΕΡ-Β-0 519，79 7; W 0 97/15532。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製玻璃纖維化是非常複雜的且需要大量可變參數之平衡。已知技術之許多細節將不於此贅述’而可參考上述專利案。然而，習知技術之某些限定型態將被列入考慮’尤其那些與本發明相關者。於離心氣浪變薄方法中，燃燒器壓力、以及接近紡紗機壁之變薄氣體速度對於纖維變薄之最佳化1是彳艮重要的。紡紗機設計及操作亦爲重要的因素’尤其考慮到目前紡紗機設計之短的壽命以及紡紗機置換之極高成本° 有關纖維化紡紗機，法國專利F R 1 3 8 2，9 1 7 (申請日爲1 9 6 3年二月2 7日）描述一種纖維化裝 ^紙張&適用中國國家標準（<:奶）八4規格（210><297公釐） ' 1278439 A7 ____ B7 五、發明説明（3) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 置，其原理仍被廣泛地使用：模鑄材料被導入一籃中，其垂直壁含有孔洞以供材料噴灑於一裝附至該籃之旋轉體的壁上，且該旋轉體含有許多孔洞。此壁被稱爲纖維化紡紗機之“帶（band ) ” 。爲了獲得良好品質之纖維化，故孔洞被分佈於環狀列中，且孔洞之直徑係依據其所屬之列而改變，使得此直徑係從帶之頂部至底部而減小。於本發明之說明中，離心機之“頂部”係參考離心位置中之離心機而界定，亦即，依據（旋轉之）一實質上垂直的軸。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製早期離心氣浪變薄設備所使用之紡紗機通常具有 2 0 Omm之直徑且具有一周圍壁，其通常包含 4，0 0 0至6，0 0 0個孔使模鑄玻璃通過這些孔以形成主要玻璃束而接受由環狀氣浪所執行的變薄操作。已認知其欲維持可接受之纖維品質的每一紡紗機孔洞之拉引率有實際上的限制，每一孔洞之最大率係介於約0 _ 9與 1 · 4公斤/日之間。然而，爲增加一既定生產線上之產量的經濟上需求通常導致拉引率之增加，但是造成產品品質之惡化。爲了增加既定直徑之紡紗機的輸出，紡紗機之周圍壁的孔數目已被增至約2 3，0 0 0，且紡紗機直徑已被增至40〇一 600mm。參見美國專利4，759 ，97 4。雖然已達到拉引率之某些增加，但是此技術中仍長久相信有對於孔洞密度增加之實際上限制，其係由諸如欲維持出自紡紗機周圍之離散玻璃束的必要以及其他潛在的製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) _ -6 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（4) 造問題等因素所控制。對於此基本原理已有一些改良，尤其如 F R 2，4 4 3，4 3 6中所述，其中之機構使其得以獲得從紡紗機帶之頂部至底部的流線型流模鑄材料。另一重要的因素爲纖維之精細度（fineness )(平均直徑）。已長久建立一觀念，即對於一既定密度的毯子：纖維越精細’則層之熱阻抗越大。一包括較精細纖維之隔離產品因而可能較薄，以其與較粗糙纖維之較厚產品的相同隔離値。或者，同樣地，較精細纖維之產品可較其具有相同厚度（且具有相同隔離値）之粗糙纖維的產品更不濃密。於運載及包裝隔離棉絮及毯子產品時，高度可壓縮性是較佳的。理想的是壓縮棉絮以利運載並接著使其快速且可靠地恢復至所欲的尺寸。目前的棉絮隔離產品被限制於其可達成的壓縮之量，而仍可獲得足夠的恢復。當產品被壓縮時，接合劑堅實地固持而纖維本身收縮。當纖維之上的壓力由於過度的壓縮而增加時，則纖維會斷裂。當纖維斷裂時’則裂縫通常是從“壓力升高缺陷”之位置開始，諸如裂縫、瑕疵、或纖維材料中之其他弱點。纖維直徑越小’ 裂縫可從一壓力升高缺陷傳達通過橫斷面而導致斷裂越快速。雖然較精細的纖維因其經濟上及隔離效應而被視爲理想的，但是現代的離心氣浪技術仍未能製造一種具有平均纖維直徑小於3 . 9微米之毯子，而不會無法接受地減小本紙張尺度逍用中國國家標準（CNs ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣_ 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1278439 A7 __ B7 五、發明説明（5) 此一毯子恢復自壓縮之能力。雖然未指定於任一理論，相信目前的紡紗機及燃燒器設計會限制技術人員製造較精細的纖維而不造成纖維中之大量的壓力升高缺陷。這些小的裂縫及瑕疵通常阻止其由小纖維所製之毯子或棉絮恢復至其原始厚度的可接受量。因此，本技術中仍存有對於纖維隔離產品（諸如棉絮或毯子）之一需求，其需含有平均直徑小於4微米之纖維，但是其亦提供壓縮後（例如當包裝成列或聚合物膜時）之足夠的恢復。隔離技術中亦存有對於離心機氣浪變薄方法之需求，以供製造較高強度、較精細的玻璃及聚合物纖維。發明槪述因此本發明之目的係改良其透過礦物纖維之內部離心的纖維化之裝置及方法。此改良係特別針對所獲得之纖維的品質以及增加其生產率。依據此目的，纖維可被製造於一較無劇烈的纖維變薄環境中，以達成小於3 . 5微米之小直徑纖維以使用於隔離產品中，而不會犧牲其高品質或壓縮後之可接受的恢復。於本發明之方法的另一實施例中，提供一種玻璃材料，其被融化並配置於紡紗機中。玻璃材料被離心透過多數其孔洞以形成多重玻璃束。玻璃束利用一鄰近紡紗機外部之氣體流而變薄以形成具有平均直徑不大於3 . 5微米之玻璃纖維。氣體流係由一不大於約1 0 - 2 5 (英吋水）（ 250-636 mmCE“colonned’eau”）之燃燒器內部壓力本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8- 1278439 A7 B7 五、發明説明（6) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所產生，且最好是小於2 3 (英吋水）（ 5 8 0 mm C E )。迫些小繊維被接者結合與一*樹脂以形成一^具有至少約1 0 0 g / g之A S T M C 6 8 6分離強度的隔離產品，其展現壓縮後之其額定厚度的實質恢復。比較與目前的隔離產品，諸如由具有約3 · 9微米以上之平均直徑的玻璃纖維所製的隔離棉絮，本發明之隔離產品具有棉花般的觸感，其接觸皮膚時不會造成顯著的發癢或刺激。如此處所使用者’“隔離產品”包含無覆蓋及有覆蓋的棉絮、毯子及捲狀物。隔離產品宜包含一樹脂接合劑，但並非必要，只要其產品具有某些黏性，而非鬆散的塡充隔離產品。隔離產品可被使用於合成強化，聲音隔離，且可被壓縮或藉由加入額外的材料而變爲平板狀。本發明之某些實施例（當比較與習知的棉絮隔離產品時）可提供對於相同密度之高達1 0 %的較高熱隔離性能，或對於相同隔離性能或R値之至少大約2 0 %的密度減低。這些新穎產品亦造成龐大的成本節省（相較於類似R値之市面上棉絮），由於其較小的玻璃材料成本。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於本發明之另一範例中，一玻璃纖維隔離產品被產生，藉由融化一玻璃材料並將其離心透過多數紡紗機孔洞以形成多數玻璃束。玻璃束接著利用一氣體流而變薄成爲玻璃纖維，其具有平均直徑不大於約3 · 5微米’然後結合纖維而成爲一具有下列特性之隔離產品：至少約1 〇〇 g / g之A S T M C 6 8 6分離強度；約7 〇 — I00g/Ft2之ASTM C 167產品克重量；及本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 約相當於（或優於）其具有由平均直徑約3 . 9微米之玻璃纖維所製造的實質上類似外部尺寸之隔離產品的 A S T M C 1 6 7厚度恢復，其係較3 . 9微米平均直徑之產品具有較少的切割及地面灰塵。使用本發明所述之離心、氣浪變薄的、玻璃纖維化技術的較佳方法係利用下列改良：更多的紡紗機孔洞以提供更多且較小的初始玻璃束及/或較低的纖維變薄熱氣體速度，最好是使用習知的燃燒空氣及玻璃流動率。相信這些技術使得纖維變薄程序更爲和緩且大大地減小玻璃纖維之震動而使其較不易碎，甚至當以極小的纖維直徑製造時 (其一般不會被利用以製造玻璃纖維棉絮及捲狀物隔離）。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一種較佳的方法使用本發明之供礦物纖維之內部離心的裝置，其包含一配備有周圍帶之離心機，此周圍帶具有孔洞分佈於多數配置在彼此頂部上的環狀區之上（假設其離心機係位於離心位置），其包含至少兩個環狀區，其中每單位表面積之孔洞數（N S )的差異値大於或等於5 %，尤其是大於或等於1 0%，而甚至是2 0%。於實現本發明之一較佳的方法中，其含有每單位表面積之最多孔洞數的環狀區被置於另一含有每單位表面積之較低平均孔洞數的環狀區底下，假設其離心機係位於纖維化位置。 “環狀區” 一詞係用以界定一離心機帶之區，其係包含於離心機之（旋轉）軸的兩垂直平面之間。於本發明之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 1278439 A7 _ B7 五、發明説明（8 ) 內容中，此一環狀區被界定爲一區域，其中每單位表面積之孔洞數爲大致上恆定的，於該環狀區中所含有之帶的周圍之整個部分上。每單位表面積之孔洞數（N S )被界定爲環狀區之表面的一元件中所含有的孔洞數，尤其以平方公分之冪次，相關於表面之此元件的表面積。每單位表面積之孔洞數被視爲大致上恆定的，假如其改變小於0 · 5 %於單一環狀區之表面的整個元件上。一環狀區可包含每垂直區段之單一孔洞，但通常係含有數個孔洞，尤其是從4至1 5。 “垂直區段”一詞是指由上述每一平面所限定於垂直軸上之環狀區的一部分，只要是僅觀察到一孔洞於一水平軸之上，假設其離心機係位於纖維化位置。礦物纖維傳統上被製造以一種離心機，其中每單位表面積之孔洞數於離心機帶之整個高度上是恆定的。事實上，傳統的離心機係透過電排出機械製作而被穿孔，以一由直線狀分佈之電極所構成的梳（其中電極間之節距爲恆定）。在同時於一垂直段穿孔之後，此梳被移動以執行下一段之穿孔，在將此梳沿著帶移動一相應於連續孔中心間之水平間隙的距離以後。此技術容許極精確的穿孔且每單位表面積之孔洞數的差異極小，特別是小於每一千中之一。一傳統的離心機通常含有介於2 0 0 0與 4 0，0 0 0之間的孔洞，特別是個別爲2 0 0 m m至 8 0 0 m m之離心機的平均直徑。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（9 ) 已證明使用依據本發明所備製之裝置可顯著地增加纖維團之品質，特別是其機械性質，而獲得能量損耗上之顯著的減少，且因此增加纖維化程序之生產率。此效果特別顯著可見於其（以恆定的輸出率）已知當相同帶高度之孔洞數增加時則能量損耗會減小，因爲有更多的模鑄材料被分割，故需要較少的能量以引出之。然而，當以傳統離心機製造之相同帶高度的孔洞數增加時，則所產生之纖維團的品質不會增加，而甚至可能減低，而以依據本發明所備製之裝置製造時則可同時增進產品的品質及製程之生產率。記得於本文中，係參考於離心位置上所觀察到之離心機’亦即，以其帶（包含孔洞）配置於一大致上垂直的方式’於沿著其模鑄材料被執行在纖維化期間的軸周圍。模鑄材料被執行透過此位置上之離心機的“頂部”。離心機之基部是大致上水平的，且環狀區係平行於此基部而相互疊置於此配置之中。依據本發明之一較佳離心機含有至少兩個疊置的環狀區，在下位者具有較在其上者更多的每單位表面積之孔洞數。於較佳的實施方法中，離心機包含至少三個疊置的環狀區且每個這些區包含一較多的每單位表面積之孔洞數，相較於放置在相關環狀區之上最接近的環狀區中之孔洞數。依據較佳的實施方法，每一區之孔洞被聚集成列’以孔洞之直徑（d )大致上恆定於每一環狀區中且隨著某一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 1278439 A7 __ B7 _ 五、發明説明（1(j) 環狀區至另一環狀區而減，從離心位置上之離心機的周圍帶之頂部至底部。於本發明中，亦有利的是其至少兩相鄰的列具有不同直徑之孔洞，而更明確地，該等列具有從周圍帶之頂部至底部減小的孔洞直徑（通常單一列之所有孔洞具有相同的直徑）。因此可預期從頂部至底部爲：一既定直徑之η個孔洞列，接著一較小直徑之Ρ個孔洞列，接著一更小直徑之t個孔洞列，依此類推，以其η，ρ及t 2 1。例如，可具有一第一環狀區Z A 1 (其包含η列）、一第二環狀區ΖΑ2 (其包含ρ列）、及一第三環狀區 Z A 3 (其包含t列）。藉此以建立一種從頂部至底部之孔洞尺寸的遞減“梯度”，則可觀察到纖維化之品質的增進。因此得以減少差距以使得其中來自最高列之細絲被纖維化相關於那些來自最低列之細絲：此“梯度”容許其離開孔洞之主細絲的形成及其限制軌道之橫越的引出製程，而因此限制於其引出自不同孔洞列之纖維的碰撞，故可觀察到增進的品質。此架構特別適用於生產較不濃密的礦物纖維。另一方面，於某些情況下，需要促進纖維間之碰撞以減小其長度。這些情況相當於生產濃密的礦物纖維，其特別適於蓋屋頂用的面板。於這些情況下，可（例如）隨一區至另一區而交替設置孔洞之尺寸，而可預期從頂部至底部爲：既定直徑之η個孔洞列，接著一較大直徑之ρ個孔洞列，接著一小於上述孔洞列之直徑的t個孔洞列，依此本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 1278439 A7 B7 五、發明説明（11) 類推。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 有利的可使其各列彼此隔離以一段介於1與2 m m之間的距離，特別是從1 . 2至1 · 8 m m，其最好是具有 1至2 m m之從一列至另一列的節距，例如1 . 2至 1.6。離心機之至少一部分孔洞的直徑（d )最好是最大爲 1 . 5或1 . 2 m m，特別是從1 · 1至〇 . 5 m m，例如介於0 · 9與0 . 7 m m之間。依據本發明之裝置的另一實施方法，其距離最接近單一環狀區之相鄰孔洞的中心間之距離（D )於整個單一環狀區之上爲大致上恆定的，且此距離（D )隨一區至另一區改變至少3%，或甚至至少5%及甚至1 0%以上，而從頂部至底部遞減，假設其離心機係於纖維化位置。距離（D )最好是介於〇 , 8與3 m m之間，例如，介於1與2mm之間及甚至介於1.4與1.8mm之間。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製有利的是其依據本發明之離心機被選擇以一平均直徑 (DM)小於或等於8 0 〇mm，尤其至少2 0 0mm。離心機最好是沒有底部於其最低的部分。依據本發明之實施，離心機係結合與一其中散佈有模鑄玻璃之籃，最好是由機械組裝來結合。依據較佳的實施方法，依據本發明之較佳裝置包含至少一產生高溫氣體引出噴射的機構，以一種環狀燃燒器的形式，特別如本案申請人之歐洲專利E P 0 189 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) '—'—— -14- 1278439 A7 ____ B7 _ 五、發明説明（） 354及EP 0 519 797中所述。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 有利的是其環狀燃燒器爲一種相關於離心機之外水平邊緣的正切組件，特別如本案申請人之歐洲專利E P 〇 189 354中所述。因此得以獲得相關於燃燒器軸之氣體引出噴射的傾斜角度。亦得以使用一種離心機“內部”之加熱機構，其爲內燃燒器型式。此機構可扮演不同的角色，尤其終結離心機之籃’中的模鑄玻璃的熱成形（c ο n d i t i ο n i η g )(將於下文參考圖形而解釋），保持離心機中之玻璃儲藏室於一適當的溫度，以持續地再融化其易於黏附至離心機之外壁的纖維。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製可有利地結合“外部”加熱方法（環狀感應器型式）與此內部加熱方法；如此亦容許較佳地控制玻璃儲藏室之溫度及黏附纖維之再融化。事實上，已觀察到通常於低的引出率下’只要依靠一內部燃燒器便足夠，而於高的引出率下’則證明需要環狀感應器，而加上內部燃燒器則更有利。當使用上述較佳離心機時，有利的是其熱氣體吸引係由一環狀燃燒器所實現，此環狀燃燒器的操作參數可被選擇如下： -最好是可調節其離開燃燒器之氣體的溫度爲至少 1 3 5 0 °C，尤其至少1 4 0 0 t，及（例如）介於 1 4 〇 0與1 5 0 0 °C之間，尤其是介於1 4 3 0與 i 5 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A#規格〈21〇χ297公釐） 1278439 A7 B7 五、發明説明（d 1 4 7 0 °C之間。此溫度接著係依據礦物纖維之組成的型式而被調整，尤其是依據其黏度計的表現。 -有利的是調節其離開燃燒器之氣體的速度爲至少 2 0 〇 m s，其係於燃燒器之嘴部的出口處所測得，尤其是介於2 0 0與2 9 5 m/ s之間的値。可依靠一感應器以加熱離心機之最低區而避免或限制溫度梯度之產生，於離心機之高度上。具有較少壓力升高缺陷於其表面上及橫斷面上之纖維被認爲更具壓縮下之彈性，而導致較高的厚度恢復測量値，相較於其具有平均直徑3 . 5微米以下之纖維的樹脂接合棉絮所預期的測量値。因此，以這些方法所製造之產品極適於高度壓縮的儲存及現代隔離產品包裝之運輸需求。圖形簡述本發明將藉由下列圖形而使用非限定性的範例以詳述如下：圖1 :依據本發明之離心裝置的局部視圖，圖2 : —槪略平面視圖，以顯示配置於一輸送帶上之本發明的多數紡紗機；圖3 :圖2之紡紗機配置的槪略側面立視圖；圖4 :依據本發明之較佳離心機的局部視圖；圖5 :產品之平均纖維直徑相對於每一纖維尺寸的數値百分比之圖解描述，其代表利用2 . 1微米平均纖維直本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 1278439 A7 B7 五、發明説明（u 徑之本發明隔離產品的較佳纖維範圍； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖6 : R値變化相對於一典型市面上之棉絮隔離產品以及一依據本發明所製造之高性能棉絮隔離產品的平均纖維直徑之圖解描述；及圖7 :密度變化相對於一典型市面上之棉絮隔離產品以及一依據本發明所製造之高性能棉絮隔離產品的纖維平均直徑之圖解描述。元件對照表 1 離心機 2 軸 3 籃 4 周圍壁 6 絲線 7 帶 8 錐體 9 燃燒器 10 纖維 11 吹氣段 12 誘導流 14 孔洞 15 預纖維 2 0 紡紗機 4 1 纖維經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 1278439 Α7 Β7 、發明説明（y 5 4，5 6 氣浪噴嘴唇 6 4 環狀氣浪噴嘴 7 0 接收室 7 1 毯子 7 2 輸送帶 7 4 吸力箱較佳實施例之詳細敘述爲了此說明書之目的，“玻璃”一詞係欲包含任何玻璃礦物材料，諸如岩石、熔渣及玄武岩，以及傳統的玻璃，S者如E —玻璃、S -玻璃、◦—玻璃、e - C R -玻璃、一玻璃、A . R .(抗鹼）玻璃、l (鉛）一玻璃、 (電介質）一玻璃、Μ (高模數）一玻璃，其中市面上的 C -玻璃是最佳的。雖然玻璃材料是較佳的，但本發明亦可應用於“熱塑材料”，其（除了玻璃及其他礦物纖維之外）包含聚合材料，諸如聚酯、聚乙烯及聚丙烯纖維。預期聚合物及玻璃纖維均可被同時地使用於本發明之隔離產品中。而最後，雖然均勻筆直的纖維可被使用於此，本發明亦考量使用“不規則纖維”，諸如中空、扭結及蜷曲纖維’及具有不規則或不同橫斷面尺寸及/或幾何形狀之纖維，諸如小與大圓、圓與三角、不規則與圓、方形與中空、扭結及圓’等等。此等不規則形狀及幾何係已知以產生更均句的晶格結構及內容塡充，其容許壓縮後之較高的恢復比率、而無關其本身纖維中之缺陷數目。不規則形狀本紙張尺度適用中國國豕標率（CNS ) Α4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 1278439 A7 B7 五、發明説明（θ 的纖維亦減小刺激，且可使產品較不沾灰塵。“不規則” 亦可藉由使用一種以上具有不同熱擴張係數、不同融點、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 不同黏性、或不同機械強度（其係同時使用於所有纖維中，或者使用於不同纖維族群中）之模鑄玻璃成分來製造。已進一步瞭解本發明之隔離產品可被封入一外部塑膠層，如Schelhorn等人所揭露之美國專利編號5，2 7 7， 9 5 5，其被倂入於此以供參考。本發明之隔離產品可被 (例如）密封、包裝或捲繞。圖1於此代表一種使用熱氣體吸引之內部離心的系統之局部視圖，其係根據習知技術及描述於（特別是）專利 EP 91 866、EP 189 354 及 EP 5 1 9 7 9 7中的那些已知技術而調適，其可被參考以更便於瞭解纖維化之此方法的一般型態之細節。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此系統包含一裝附至一軸（shaft) 2之離心機1。軸及離心機被驅動以一使用發動機（未顯示）之快速旋轉的移動。軸2爲中空，而模鑄狀態下之玻璃係從饋送機構 (未標示於軸2中）流至“籃” 3，其中模鑄玻璃散開。籃3亦由旋轉所吸引以使得其模鑄玻璃被噴灑至穿有孔洞之周圍壁4上，並從該處，以周圍壁7上之大量絲線6的形式，其通常被稱爲離心機1之“帶”，其將於此壁上形成模鑄玻璃之一永久儲藏室以提供穿透入該壁之圓形孔洞 1 4。此壁7係相關於垂直面傾斜約5至1 0/。從許多配置成列之圓形孔洞1 4中，其離開流動錐體8而延伸成爲本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐） -19- 1278439 A7 B7 _ 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 預纖維1 5，其被噴射入排出自燃燒器9之環狀氣體流。於此流之效應下，這些預纖維拉伸，其終端部產生間斷的纖維1 0，其被接著收集於離底下。此系統亦含有一吹氣段1 1，其產生一 “氣體煙雲”以圍繞燃燒器9所產生的環狀氣體流。亦可選擇使用一誘導流1 2，於離心機1及 /或一未顯示的內部燃燒器之下。於標準的條件下，介於通過兩平行孔洞列之中心的線之間的間隙（稱爲節距）於整個帶之高度上爲恆定的。於這些條件下，介於相同列中之相鄰孔洞的中心之間的距離亦爲恆定的。因此，於一標準的離心機中，每單位表面積之孔洞數於帶之整個表面上爲恆定的。於標準的操作條件下，此一裝置容許獲得平均直徑至少// m之纖維，特別是大約3至1 2 // m。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如下文所討論，紡紗機孔洞1 4之尺寸及密度、以及變薄氣體參數對於將高強度、小於約3 5微米平均直徑 (而最好是小於約3 0微米平均直徑）之小纖維纖維化是很重要的。此等纖維被適當地分佈於絕緣產品中，以使得至少約4 0 % (及最好是約5 0 - 7 5 % )之纖維具有一小於預定之平均直徑或尺寸的橫斷面尺寸或直徑。依據本發明之原理所製之2 · 1微米平均直徑、玻璃纖維、棉絮隔離產品的典型分佈被描述於下列表1中。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） -20- 1278439 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（d 表1 :纖維範圍（2 . 1微米平均直徑樣本）直徑（微米）含量 0 23.1% 0.5 13.1% 1 13.1% 1.5 11.3% 2 9.1% 2.5 6.8% 3 5.0% 3.5 3.6% 4 4.1% 4.5 1.8% 5 1.4% 5.5 2.3% 6 1.4% 6.5 0.0% 7 1.4% 7.5 0.0% 8 0.0% 8.5 0.0% 9 1.4% 9.5 0.5% 10 0.0% 10.5 0.0% 11 0.0% 11.5 0.5% 12 0.0% 12.5 0.0% 13 0.0% 13.5 0.5% 14 0.0% 14.5 0.0% %<2微米 70% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（y 一種“燃燒器”，諸如電阻加熱器、廢氣循環供應、煤、瓦斯或燃料油爐或燃燒器、燃燒產物導致之加壓空氣、蒸汽或任何氣體，均可被使用以提供一氣體流。然而，此較佳實施例預期以一種大致上爲傳統結構之環狀內部燃燒器9配置於紡紗機之壁上。燃燒器9包含一環狀氣浪噴嘴6 4，其係置於紡紗機周圍壁7之上以較佳地導引一環狀氣浪朝下鄰近於周圍壁7，以攔截且變薄多重出自孔洞1 4之玻璃預纖維1 5。燃燒器9包含一較佳的金屬外殼，其包圍一耐火襯裡以界定一從入口引入有空氣燃料混合物之環狀燃燒室。氣浪噴嘴通連與燃燒室且係由內及外噴嘴唇5 4及5 6所形成。氣浪噴嘴唇5 4及5 6個別包含較佳的內部冷卻通道，以使得其中有一冷卻液體（諸如水）由一入口引入而循環至一出口。依據本發明之最重要型態，外噴嘴唇5 4及5 6被彼此隔開以一固定距離，如圖1中所示，以提供較不劇烈的纖維變薄環境，相較於習知的燃燒空氣及習知上使用之燃燒器的氣體流動率。此效果可被達成，藉由稍微擴張燃燒器唇寬度自約7 . 7mm至大於約8 · Omm，而最好是約8 . 1 - 8 · 5 m m，其減小變薄熱氣體速度，即使進入燃燒器之空氣流及氣體流未顯著地改變自習知的範圍。例如，假如習知燃燒器利用約.7 . 7 m m之燃燒器唇寬度、64，938f t3/hr ( 1840m3/h)之空氣流動率及 4，038 f t3/hr (ll4m3/h)之氣體流動率（如以下之表2中所示），則本發明之燃燒器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 ' -22 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1278439 A7 B7 五、發明説明（20 可減小氣體流流動率，即使個別具有同等的空氣及氣體流動率67，60〇ft3/hr (1915m3/h)及 4，000ft3/hr (113m3/h)，藉由增加燃燒器唇寬度至約8 . 2 m m。此效果可由燃燒器內部壓力所驗證，其壓力係（透過實驗）已知爲從約 21 · 8英吋水（555mm CE)減至約18 · 8英时水（4 8 0 m m C E )於2 _ 9微米之纖維’以及約 2 1 · 6英吋水（5 5〇m m C E )於2 · 1微米之纖維。此爲意想不到的，因爲早期相信其增加燃燒器壓力及氣浪速度以達成較大的變薄是唯一產生較精細纖維之適當方式。參見美國專利編號4，759，974 ;第7欄’ 4 9至5 7行。當然，降低空氣流動率、氣體流動率、增加燃燒室尺寸、及/或減少燃燒之量或率’亦將對降低變薄氣體速度有所影響，且應考慮實際上同等地增加燃燒器唇寬度。所有這些氣體流速度調整技術可被一同或分開地使用。比較範例被提供於表2中，並說明這些意料之外的結果。 -裝~Ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） - 23- 1278439 A7 B7 _— 五、發明説明（2ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表2 :範例A :纖維化悠件目前產品寬廣的較佳的 A1 A2 玻璃拉引率(M.噸/ 天） 22.0 18-30 22-25 19(1) 16.5(1) 燃燒器唇寬度 (mm) 7.7 至少8 8.1-8.5 8.2 8.2 紡紗機速度 (ft3/hr)(RPM) 1,975 至少 2000 2100- 2300 2,250 2,250 空氣流(ft3/hr) 64,938 50,000- 100,000 65,000- 85,000 69,800 80,100(2) 氣體流(ft3/hr) 4,038 3,000- 6,000 4,000- 5,000 4,330 4,970(2) 燃燒器內部壓力 (英吋水） 21.8 10-25 15-22 18.8 21.6(2) 預測的纖維平均直徑(微米） 3.9 小於3.5 小於3.0 2.9 2.1 產品克重量(3)(g/ft2) 104 40-210 50-150 89 81(7) 28天壓縮後之厚度恢復(3)(英吋） 3.92 3.5-4.0 3.6-3.7 3.92 3·69(7) R-13熱傳導性 (4)(Btu.in./ft. hr.F) 0.268 0.200- 0.300 0.260- 0.275 0.267 0.267 (7) 分離強度(5)(s/s): 來自生產線方向之樣本 237， 192, 189, 263, 249 256, 237, 302, 245, 293 166， 128, 180， 156, 184 來自橫越生產線方向之樣本 161， 220, 233, 201， 213 276, 206, 234, 256, 245 142， 127, 173， 128, 133 平均標準誤差 216 31 >100 125-205 255 29 135 從R13擺脫灰塵：切割灰塵(6)(g) 0.0021 <0.0020 <0.0010 0.0009 0.0006(7) 地面灰塵(6)(g) 0.0250 <0.00250 <0.0200 0.0195 0.0176(7) 飛揚灰塵(6)(g) 0.0001 <0.0005 <0.0003 0.0003 0.000(7) 1装—Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 1278439 Α7 Β7 五、發明説明（ (1 )玻璃拉引率係用以保持平方英吋下之同等生產能力，而減小產品密度。 (2 )預測的資料。 (3)克重量及厚度恢復：ASTM C 167-毯子或棉絮熱隔離之厚度及密度的標準測試方法。 (4 )熱傳導性：A S T Μ 5 1 8 -藉由熱流錶裝置之穩定狀態熱通量測量及熱傳輸性質的標準測試方法，及A S Τ Μ 6 5 3 -用以決定低密度毯子型礦物纖維隔離之熱阻抗的標準指南。 (5)分離強度：ASTM CSP686 -，礦物耐火棉絮及毯子型隔離之分離強度的標準測試方法（以及，礦物隔離棉絮及毯子之T - 5 0 2分離強度的 C e r t a i η T e e d 測試方法）。 (6 )切割、地面及飛揚灰塵：內部程序（使用 Gullfiber灰塵擺脫機器之灰塵測量），纖維被計算以相位對比光學顯微鏡或掃瞄電子顯微鏡。使用一種具有1 8 m / h r空氣流之吸塵器以收集刀具及地面灰塵。纖維被收集於一玻璃纖維W H A T M A N G F / A 7 0 m m過濾器之上。一 3 7 m m過濾器被使用於飛揚灰塵。所有過濾器均在收集前及後被評比。一 2 8 c m之刀具被使用，以 1 5 0 m m之最大樣本厚度。 (7 )這些結果被獲得以相同生產線上之紡紗機I S 一 4於1 4 Μ T /日的玻璃拉引率。爲了維持紡紗機及纖維於變薄期間之熱含量，一種選本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 1278439 A7 B7 五、發明説明（配的高頻感應電流環1 2可被提供於紡紗機正下方’以一同軸心的關係，且具有內部直徑稍大於肪紗機以避免干擾與其由環狀氣浪所帶來之纖維的朝下氣流。一種選配的附屬氣浪可由一環狀吹氣頂6 4所產生’環狀吹氣頂6 4係配置於氣浪噴嘴唇5 4及5 6之外部並連接至一*加壓氣體 (諸如空氣、蒸汽或燃燒產品）之來源。中空軸2最好是包含數個固定的同軸心內管。這些管的最內部對界定一環狀冷卻通道以使得冷卻水通過此通道以循環’而最外部對界定一環狀通道以使得可燃性混合物可通過此通道而點燃以在紡紗機啓動前預熱籃3。由紡紗機所產生之纖維4 1 及氣體氣浪朝下通過而進入一接收室或接收帽7 0，且沈澱以一種毯子7 1之形式於一有孔的輸送帶7 2上，如圖 2及3中所示。一種位於輸送帶7 2底下之選配的吸力箱 7 4吸引大量氣體通過輸送帶以一種傳統的方式。如圖2 及3中所示，多數各具有一紡紗機2 0之纖維化站被傳統般利用以產生毯子7 1，並以本發明之較佳形式而被配置於沿著輸送帶7 2之縱軸的直線上。於一工業設備中將纖維導引至輸送帶上之紡紗機2 0的數目可爲典型的6至 1 0個紡紗機以上。對於上述設備之操作，包含其籃3之離心機1被預熱以一種習知的方式，其係利用通過軸2之氣體的燃燒，而可能需要燃燒器9及感應電流環1 2及類似補充源之熱。使紡紗機旋轉於一預定速度並調整燃燒器9以提供一燃燒室壓力，而導致足夠的氣浪速度以提供所欲之纖維的變薄本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T Ρ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（及精細度，模鑄玻璃束係從一前爐或其他配置於紡紗機組成之上的模鑄玻璃源被引入至中空的紡紗機軸2中。模鑄坡璃束於到達籃3時便沿著籃之底部流動（於離心力之影響下），並以玻璃束6之形式通過籃3之孔洞而被導引至紡紗機周圍壁7之上部上。於壁7所產生之較強離心力的影響下，玻璃通過多重小孔洞1 4並於周圍壁7之外部流出’以多重束或預纖維 1 5之形式，其最好是立刻接受來自內部燃燒器9而導引橫越壁外部之氣浪的變薄效應。預纖維1 5被氣浪之升高溫度維持於可變薄的狀態以一段足以執行其變薄的時間。變薄纖維之精細度主要係藉由氣浪速度之控制而被調節，此氣浪速度爲燃燒器壓力之函數。本發明已顯示其相等或較低燃燒器壓力及氣浪速度不僅導致較精細的纖維，同時產生具有較少壓力升高缺陷之較精細纖維。這些技術（非預期地）已被完成於較佳實施例中而不顯著地改變：燃燒器9之燃燒空氣及氣體流動率、玻璃組成、或現存設備之整體本質。結果，小的纖維（大致上平均小於棉絮及毯子中所目前使用者）可被使用而不犧牲厚度恢復，即使密度或克重量少了至少約1 5 %。紡紗機孔數量、尺寸及分佈於本發明之較佳實施例方法中是重要的因素。雖然紡紗機速度（r p m )最好是從約1，9 7 5增加至約2，2 5 0於本發明之範例A 1及 A 2中，但如此並未顯現出會減少紡紗機壽命，而是提供了較長的纖維。已發現其小於約3 . 5微米平均直徑之小本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） #衣丨1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

U 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 1278439 A7 B7 五、發明説明（玻璃纖維的纖維化可被顯著地增進，藉由增加總孔數從約 2 3，〇〇 0至至少約2 5，0 0 0個孔’最少是增至約 25 ，〇〇〇一4〇，〇〇◦，而最理想的是增至至少 3 0，〇〇 0個孔，而減小孔之平均直徑從約.8 6至小於約· 8 m m，最好是減至約_ 7 8 m m。此外’最好是其所有孔均具有小於1 m m之最大橫斷面尺寸。這些紡紗機參數產生更多的（較小的）模鑄玻璃束’以供製造更小的纖維。目前生產（“控制”）性能棉絮紡紗機規格之範例被描述於如下之表3中。 ^衣丨Ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表3 :額外的紡紗機規格紡紗機總列數總孔數每列之孔數直徑從頂部至底部之孔直徑及相應的列平均尺寸 1mm 0.9mm 0.8mm 0.7mm 目前的 23 23,000 1,000 600mm 4 6 13 0.86mm 生產 (控制）範例 26 31,846 1,047 600mm 6 8 12 0.78mm ΑΓ 1，178 1,345 範例 23 23,000 1,000 600mm 5 13 5 0.80mm A2 範例A 1利用表4中所詳細描述之紡紗機

、1T 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 1278439 A7 B7 五、發明説明（y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 進入接收室或接收帽7 0之變薄的纖維流（如圖2及 3中所示）係伴隨以大量空氣之誘導。雖然誘導之空氣最初易於限制其流出自紡紗機之纖維罩的擴張，但是接收室內之纖維的快速減速造成纖維罩之大量擴張並提供相當均勻的纖維分佈於產品之中以及橫越輸送帶之寬度。雖然一接合劑噴料（諸如酚樹脂）通常係以傳統方式被塗敷至接收室之頂部上的變薄纖維，但是該用以塗敷接合劑之設備被省略於圖2及3中。比較範例A 1及A 2係執行於依據表2之纖維化條件、及表3之紡紗機規格而備製的絕緣棉絮上。雖然 A S T Μ規格可用於克重量及厚度恢復測量、熱傳導性及分離強度，但是類似的規格不得用於切割灰塵、地面灰塵及飛揚灰塵，故這些測量係藉由使用一種Gullfiber灰塵擺脫機器之內部工廠程序而執行。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製進一步注意到以傳統3 · 9微米直徑纖維玻璃製造之相同形狀的R - 1 3產品之克重量與那些以2 . 9微米平均直徑（範例A )及2 · 1微米平均直徑（範例A 2 )之纖維所製造的產品比較下，其顯示密度値之顯著減小，亦即，克重量於範例A 1係從約1 〇 4 g / f t 2被減至8 9 g / f t 2，而於範例A 2被減至8 1 g / f t 2。此克重量之減少代表顯著的潛在材料成本節省。於本發明之一較佳實施例中，纖維化程序使用離心機之帶7上孔洞的修改過分佈。本發明之此目的背景下所幸大行的顯著修改係呈現於圖4中。本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29 - 1278439 Α7 Β7 五、發明説明（2) 圖4代表離心機1之帶了的部分前視圖’其中穿透於該帶中之孔洞1 4以陰影表示。於此圖形中描繪兩個疊置的環狀區z A 1及z A 2 ’ Z A位於Z A 1底下，當裝置係以纖維化位置觀看時。於所示之情況下，每一這些環狀區包含三個圓形的孔洞1 4 列。於環狀區Z A 1中，各列呈現節距P 1 ’孔洞直徑爲 d 1，最接近的孔洞1 4之中心間距離D 1，介於相鄰孔洞之最接近邊緣間的距離爲D B 1，而Z A 1中的每單位表面積之孔洞數爲NS 1。於環形區ZA2中，這些參數個別爲 P2、d2、D2、DB2、及NS2。介於Z A與Z A 2之間的節距稱爲P 1 / 2。注意於一帶上，其d2小於dl，而其P2及D2個別小於P 1及D 1。結果，N S 2甚大於N S 1。此表達方式非限定性，而離心機1之一帶7可含有兩個以上的環狀區，每一該等環狀區含有至少一串列的孔洞 14° 爲了說明依據本發明之離心機的値，執行比較測試於一標準離心機之一帶上，而另一方面於依據本發明之一離心機上。兩個離心機之特性被顯示於表4中，其係選定爲具有祖同的平均直徑、D Μ及相同的帶表面積，及穿孔帶之相同的高度。每一這些離心機包含三個環狀區，每個環狀區包括數個具固定直徑之孔洞列且相隔一列。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1 裝丨1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 1278439 A7 B7 五、發明説明（3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表4 :範例B之離心機設計標準離心機控制依據本發明之範例B的離心機直徑（mm) 600 600 穿孔帶之高度（mm) 34.25 34.25 環狀區（ZA)之數目 3 3 第一環狀區ZA1 列之數目 4 6 直徑dl 1.0 0.9 距離D 1 1.7 1.8 介於邊緣間之距離DB1 0.7 0.9 節距P1 ‘ 1.49 1.56 每列之孔洞數N〇1 1100 1047 孔洞/表面積NS 1 0.39 0.36 節距P1/2 1.49 1.75 第二環狀區ZA2 —列之數目 7 8 —直徑d2 0.9 0.8 —距離D2 1.7 1.6 -介於邊緣間之距離DB2 0.8 0.8 —節距P2 1.49 1.39 每列之孔洞數N0 2 1100 1178 —孔洞/表面積NS2 0.39 0.45 —節距P2/3 1.49 1.55 第三環狀區ZA3 —列之數目 13 12 —直徑d3 0.8 0-7 —距離D3 1.7 1.4 —介於邊緣間之距離DB3 0.9 0.7 —節距P3 1.49 1.22 —每列之孔洞數N〇3 1100 1345 —孔洞/表面積NS3 0.39 0.58 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ΤΓ. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -31- 1278439 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（每一列之孔洞數被表示爲N 0，而每單位表面積之孔洞數（N S )於此被表示以每m m 2之孔洞數，其中N S二 N 〇 / ( ；Γ . D . P )。注意其標準離心機的每單位表面積之孔洞數爲恆定。於依據本發明之離心機中，其係隨環形區而變，而此數目 (N S )係低於最高環狀區（Z A 1 )之標準離心機的孔洞數，並接著高於其他環狀區Z A及Z A 3之標準離心機的孔洞數。注意關於依據本發明之離心機，其每單位表面積之孔洞數隨區而增，從離心機的頂部至底部，從一區至另一區以約2 5至3 0 %。兩個離心機被製造以相同的合金，已知爲參考代號 S G 3 0，其係特別由S E V A公司所製。標準離心機係使用上述的電腐蝕技術以穿孔，而依據本發明之離心機的孔洞係使用電子碰撞以穿透。亦可考慮使用雷射穿孔。每一離心機係於同等拉引（p u 1 1 )條件下製造產品。如下之表5顯示所製造之產品型式、纖維化之條件及產品上所測得之機械性能： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 1278439 A7 B7 五、發明説明（y 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表5 :範例A之產品性能標準離心機控依據本發明之範制例A的離心機產品之型式額定厚度（m m) 80 80 密度（kg/m3) 9.5 9.5 馬克隆尼（1 / m m，5 g) 13.4 13.5 λ ( mW/mK) 41.6 41.2 纖維化條件拉引（t/d) 23 23 燃燒器正切正切籃標準標準燃燒器壓力（mm CE) 668 562 空氣輸出（Nm3/h) 1953 1743 氣體輸出（Nm3/h ) 120 111 產品之機械性能十二天後之厚度恢復 126 131 一個月後之厚度恢復 116 126 製造後之拉力強度 180 220 1 5分鐘壓力鍋後之拉力強度 126 150 以每一離心機製造之相同形式產品上所測得的性能亦比較於表5中。厚度恢復被定義爲壓縮測試後的厚度與額定的厚度之本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T

W -33 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（31) 間的比率（i η % )。應注意其壓縮測試前所製造之產品的厚度大於額定厚度。於上述之測試的情況下，所製造之產品的厚度爲1 4 4mm，對於一 8 Omm之額定厚度。從表5可推論其在1 2天壓縮測試後所卸下之纖維團的厚度約爲以依據本發明之離心機所製造的纖維團之原始厚度（製造厚度）的9 0 %，而約爲以標準離心機所製造之纖維團的原始厚度之8 0 %。爲執行上述之壓縮測試，纖維團之面板被備製於其製造後，並載入以獲得8 / 1之壓縮比率，亦即，於上述情況下約1 8 m m之壓縮厚度。在指定的壓縮時間（1 2 天、一個月等）後，面板被卸下（4個面板被測試於每壓縮時間）且壓縮測試後之平均厚度被決定。拉力強度係根據以打孔於纖維產品團中所切出之環形式的測試樣本而決定。“拉力強度”被表示爲拉力（由兩個圓形且平行的1 2 _ 5 m m半徑之心軸所扯開的環之斷裂力）相對於測試樣本之重量的限度，且以g f / g表不° 測試樣本，其係載入於測試開始時，爲一大致上橢圓形的環，長及短軸爲1 2 2X7 6mm及厚度2 6mm之陶爾。1 5個產品樣本被測試。此測試係依據B I F T 5012 — 76 及ASTMC 681 — 76 基準。拉力被測量於製造後的產品，且爲了評估產品老化之能力，於一壓力鍋測試之後。壓力鍋測試之期間爲1 5分鐘，於1 0 7 °C之溫度、0 . 8 b a r之壓力及1 〇〇 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

T m 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34 - 1278439 A7 B7 五、發明説明（y 之濕度。從表5可觀察到，對於相同型式的產品，可獲得顯著增進的機械性能：以其依據範例A之裝置相較於標準裝置，且同時，用以製造纖維所需的能量亦顯著地減小。事實上，燃燒器之壓力亦較低，以依據範例A之離心機相較於以標準離心機所得之結果約少了 2 0 %。同時，液體、空氣及氣體之輸出亦相對地較低，約1 0 %。依據本發明之離心機的製程所造成之能量效益因而極有利地增加。機械性能之增進關連與厚度恢復（其約爲1 0 %之增進以依據本發明之離心機相較於標準離心機所獲得的產品）以及拉力強度（其增進了約2 0 % )。除了這些可觀的結果外，注意到（非預期地）離心機之孔洞數的增加對於離心機之壽命並無負面的影響，當此離心機係依據此範例而製造時。於表5所界定之纖維化條件之下，依據本發明之離心機的W命爲大約3 7 0小時而標準離心機之壽命爲3 0 0 小時。以相同方式，注意到產品之品質並未隨紡紗機之纖維化的使用時間而明顯地改變，雖然可能顧慮其每單位表面積之孔洞數的增加會導致離心機之加速老化，以及於纖維化期間以相同紡紗機所製之產品性質的快速惡化。注意到依據表4之此範例的離心機所描述的結構是特別有利的，從幾何學的觀點來看。事實上，雖然增加了離本紙張尺度適财關家縣（CNS ) A4規格（210X297公釐)— ~ -35- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1278439 Α7 Β7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 心機中之孔洞的數目，但是本案發明人能夠界定一種幾何結構’其中介於孔洞邊緣間之間隔（D B 1 )係相關於標準離心機之該間隔而增加（於環形區Z A 1中），其中孔洞具有最大的直徑（D1)，及其中腐蝕及侵鈾是最活躍的。於中間環形區（Z A 2 )中，介於孔洞之邊緣間的間隔（D B 2 )於兩種結構中是相同的，且於環形區（ Z A 3 )中，所選擇的結構容許其介於孔洞之邊緣間的距離（D B 3 )減小，其爲無害的（因爲此處之腐蝕及侵蝕並非如此嚴重）。因此，極有利地，離心機的機械性能被保存，且其壽命可被維持或增加，相較於標準的離心機，而卻可觀地增加了孔洞之數目。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本發明之一般優點亦可由熱性能（對於固定密度）之估算或其具有平均纖維直徑之固定R値的密度來顯示。高性能的棉絮產品（“HP B” ）及市面上的建築隔離產品 (“Current ΒΓ或“Control”）克重量比較可被估算（如下）於某些較常見之R等級的產品（熱阻抗或者如由產品厚度所測得之“ R評等”）（英吋/熱傳導性（B T U in /ft h r °F ))，例如，A 1及A 2。目前所製造之建築棉絮隔離（“Current ΒΓ )及高性能的棉絮隔離（ “ Η P B ” ）產品被提供於圖6及7中。對於固定的產品密度，則平均玻璃纖維直徑之減小可提供値之增加。圖6 顯示顯示對於相同密度所計算之熱隔離性能的估測變化 (R値之變化：i η % ) ’以成爲玻璃纖維平均直徑（微本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） - 36- 1278439 A7

7 B 五、發明説明（米）之函數。範圍“ Current ΒΓ代表市場上之CertainTeed (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 棉絮隔離產品的實際情況。範圍“ Η P B ”描述本發明所提供之估測的熱阻抗性能提高。如同圖6，圖7顯示一固定R値之密度（i η % )的估測變化，以成爲玻璃纖維平均直徑（微米）之函數：對於固定的R値，則產品克重量 .或密度可被減小，當平均玻璃纖維直徑減少時。以其依據本發明所製造之棉絮產品，則較小的玻璃纖維導致增進隔離性能之減小的產品克重量。圖6及7之曲線一般係依循表6中所提供之估測資料點的型態。表6 :棉絮克電暈比較 BI產品等級 HPB克重量 Current BI 克克重量減少 (g/ft3) 重量（g/ft3) R-11 51 71 28% R-13 81 107 24% R-15 139 182 24% R-19 85 118 28% R-30 131 179 27% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製依範例A 1及A 2之方法參數製造出觸感柔軟且其組織有如棉花球般的棉絮，其與皮膚接觸時幾乎不會發癢。兩個範例均產生高的熱阻抗値，類似於目前市面上平均直徑3 . 9微米之纖維產品，獲致具有相同R値之測試結果而減少克重量或密度至少1 2 %，及最好是約1 5 — 2 8 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS )八4規格（21〇χ297公釐） -37- 1278439 A7 B7 五、發明説明（g %。範例A 1及A 2之隔離產品的A S T M C 167 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 厚度恢復亦比得上或更優於目前所製造的棉絮隔離。這是很重要的，因爲小於2 . 5 1 b s . / f t 3之密度的棉絮及捲狀物產品經常被高度壓縮至甚低於其額定厚度之一厚度，至少其額定厚度之約1 / 2，而最好是約1 / 7至1 / 1 2，例如當被包裝以減少儲存及貨運成本時。產品需在打開包裝後於工作站恢復其額定厚度。雖然以前就相信其棉絮及捲狀物產品之纖維直徑的減小將增進這些產品之熱及聲音隔離，但是甚少實際上嘗試之，因爲小的平均直徑纖維隔離通常在壓縮後無法重回其額定厚度。如本發明之範例A 1及A 2中所反應，其兩種產品之完全厚度恢復均可達成，即使產品克重量顯著地減少以及平均纖維直徑減少時。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製從前述之說明，可瞭解本發明提供了由具有較少缺陷之精細玻璃纖維所組成的改良隔離產品。這些產品製造成本較不昂貴且於壓縮後恢復其完整厚度，而亦提供與其他較高密度、較大平均直徑纖維隔離產品之相同的R等級。本發明之處理技術得以製造小於約3 . 5微米平均直徑而具有較少壓力升高缺陷之小的纖維，由於其組合一種具有較多及較小孔洞之紡紗機及/或較和緩的氣浪速度。雖然已說明了各種實施例，但此僅用於說明之目的而非爲了限制本發明。例如，由本發明所請之方法所製造的高強度纖維可被使用以製造合成強化、鬆散塡充的隔離；編織及非編織的織品，且亦可被應用於塑膠樹脂組成以增進纖維性本紙張尺度適财關家鮮（CNS ) A4規格（210X297公釐)一 -38- 1278439 A7 B7五、發明説明（^ 能。各種其他的修改（其將爲熟悉此項技術者所輕易瞭解的）係落入後附申請專利範圍所述之本發明的範圍之內。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39-

Claims

.一一一此•一一· *— — I27843k 告本i B8

95. 9. 2ft^- 申請專利範圍補免附件2A: 第91 102608號專利申請案中文申請專利範圍替換本| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國95年9月29日修正 1 . 一種製造玻璃纖維隔離產品之方法，其特徵爲： (a )提供至少一玻璃材料； (b )融化玻璃材料； (c )配置該模鑄玻璃材料於一具有多數紡紗機孔洞 (1 4 )之紡紗機（離心機）（i )中； (d )離心模鑄玻璃材料通過該等多數紡紗機孔洞 (1 4 )以形成多重玻璃束（χ 5 ); (e )以一鄰近紡紗機（1 )之外部的氣流使該等玻璃束（1 5 )變薄以形成具有平均直徑不大於3 _ 5微米之玻璃纖維（1 0 )，該氣流實質上係由一具有燃燒器壓力10 — 25英吋水（250 — 635mm CE)的燃燒器（9 )所提供，該燃燒器具有一對燃燒器唇部（ 5 4，5 6 )，其係分離至少8 m m的寬度；經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (ί )結合纖維（1 0 )與樹脂接合劑以形成一具有 ASTM C 686分離強度至少l〇〇gf/g之隔離產品，並展現壓縮後之其額定厚度的實質恢復，以及其中步驟（c )及（d )之紡紗機（離心機）具有一周圍帶，其被穿透以分佈於多數配置在彼此頂部上的環狀區（Z A )中之孔洞（1 4 )，以該離心機位於離心位置，且該周圍帶包含至少兩個環狀區（Z A 1、 ZA2)，其每單位表面積之孔洞數（NS1、NS2) 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -1 - 1278439 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍的差異値大於或等於5 %，以及其中含有每單位表面積之最多孔洞數的環狀區被置於另一環狀區底下，假設其離心機係位於離心位置。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中於步驟 (e )中，該氣流實質上係由一具有燃燒器壓力少於2 3 英吋水（5 8 0 m m C E )的燃燒器（9 )所提供。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中於步驟 (e )中，該燃燒器具有一對分離介於8 . 1與8 _ 5 m m間之寬度的燃燒器唇部（5 4，5 6 )。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該變薄步驟 (e)包括50，000—100，〇〇〇 ft3/ h r之氣流。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該變薄步驟 (e)包括3 ，0〇〇一6 ，000 ft3/hr之氣體流動率。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少兩個環狀區的每單位表面積之孔洞數（N S 1、N S 2 )的差異値大於或等於1 0 %。 7 _如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少兩個環狀區的每單位表面積之孔洞數（Ki s 1、N S 2 )的差異値是2 0 %。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中含有每單位表面積之最多孔洞數的紡紗機（1 )之環狀區被置於另一含有每單位表面積之較低平均孔洞數的紡紗機（1 )之環本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） '2- (請先聞脅背面之注意事項再填寫本頁)

1278439 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍狀區底下。 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中紡紗機 (1 )之每一環狀區的孔洞（1 4 )被聚集成列，以孔洞之直徑（d )實質上恆定於每一環狀區中且隨著某一環狀區至另一環狀區而減，從離心機之周圍帶（7 )的頂部至底部。 1 〇 .如申請專利範圍第9項之方法，其中上述列彼此隔離以一段介於1與2 m m之間的距離，其具有介於1 與2 m m之間從一列至下一列的節距。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之方法’其中上述列彼此隔離以一段介於1 · 2與1 · 8 m m之間的距離’其具有介於1與2 m m之間從一列至下一列的節距。 i 2 .如申請專利範圍第1 〇項之方法’其中i述歹iJ 彼此隔離以一段介於1 _ 2與1 · 8 m瓜之間的距離’其具有介於1 · 2與1 · 6 m m之間從/列至丁一列的節距。 1 3 .如申請專利範圍第1項之方法中心、機 (1 )之至少一部分孔洞（1 4 )的直徑（d > S力胃 1 · 5 或 1 · 2 m m 〇 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之方法’其中離心機 (1 )之至少一部分孔洞（1 4 )的直徑（d )是介於 1 · 1與0 · 5 m m之間。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之方法’其中離心機 (1 )之至少一部分孔洞（1 4 )的直徑（d )是介於 —___^^ -- 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -3 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1278439 as C8 D8 六、申請專利範圍 Ο · 9與Ο . 7mm之間。 1 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中紡，紗I 幾 (1 )之相鄰的相同環狀區（Z A )之最接近孔洞的中心、間之距離（D )於整個環狀區之上爲實質上恆定的，且_ 中此距離（D )隨一區至另一區而改變至少3 %，而從頂部至底部遞減，以其距離（D )介於〇 . 8與3 m m之間。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該距離 (D)隨一區至另一區而改變至少5%。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該距離 (D)隨一區至另一區而改變1〇%以上。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該距離 (D )從頂部至底部遞減，以其距離（D )介於1與2 m m之間。 I 嫌—丨 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) *\wt* 隹離选\ 距 4 該 · 中 1 其於，介法} 方D 之 C 項離 6 距 1 其第以圍，範減利遞專部請底申至如部 •頂 ο 從 2 ) D 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製生機心離中其法方之項 τ-Η 第圍範利專請間申 Π 之$m ·m 1 3 2 2 第圍徑利直專句請一如有· 具 2 )2 Μ D 於等或於小法方之項 ο ο 機。心 m離 m中其 2 6 器燒燃w 二/ 1 一 )s帛* Μ 圍係 D 範射 C利噴徑專[m 直請弓均申體平D氣一 $溫有高具 3之 ο m， m法 ο 方之驟產步所中 } 其9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 1278439 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項之方法，其中環狀燃燒器（9 )爲一正切燃燒器，其包含一機構以提供相關於離心機之外水平邊緣的正切組件之氣體引出噴射。 (請先閲·#背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 -