專利名稱：可再成型的絕緣組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑物的絕緣材料中的絕緣組件，尤其是涉及一種包含有一種可貼合的礦物纖維絕緣棉胎的可再成型的絕緣組件以及制造和使用這種絕緣組件的方法。
采用包含諸如纖維玻璃棉這樣的礦物纖維的各種類型的絕緣材料來使建筑物絕緣是眾所周知的。用于形成纖維的工序通常包括迫使熔融的玻璃成分穿過位于離心器或旋轉(zhuǎn)器的外壁上的孔而產(chǎn)生較短、較直的玻璃纖維。一般在將纖維集中到基本上為平面的層上之前將粘結(jié)劑加入纖維。固化后的粘結(jié)劑將纖維固定在一起，以形成一整塊絕緣材料。
通常將固化后的絕緣材料機加工成型，并切割成具有諸如矩形的預(yù)定橫截面形狀的氈層或棉胎。通常將一個外層或面層固定到棉胎上，以便于安裝和搬運絕緣組件。在切割之后，這些絕緣組件特別適合于直接安裝在以對應(yīng)于組件寬度的間距間隔開的壁柱和天花板以及地板擱柵之間。在本申請中使用的術(shù)語“擱柵”應(yīng)該被理解為包括立柱、擱柵以及其它構(gòu)架件和可將絕緣組件定位于其間的結(jié)構(gòu)。
采用粘結(jié)在一起的并因此比較堅固的短纖維棉胎的絕緣組件有一些缺陷。首先，它們不能適應(yīng)于其安裝空間的變化。安裝這些絕緣組件的擱柵之間的空間通常含有由諸如設(shè)置于擱柵之間的電線、管道線、管溝等等而產(chǎn)生的不規(guī)則空隙以及其它非均勻處。在使用短纖維的絕緣組件時，用戶要么不得不滿足于絕緣材料覆蓋層中的空隙或間隙，要么就切斷絕緣件以便拼裝。
事實上，現(xiàn)有技術(shù)公開了一些用于至少減少安裝者的一些時間和努力的方法。美國專利No.4,866,905公開了例如一種帶有水平延伸的標(biāo)記線的礦物纖維帶。安裝者沿著該標(biāo)記線進行切割，以便選擇用于安裝的理想產(chǎn)品寬度。類似地，Stokes的美國專利No.968,681和Paddack的美國專利No.1,238,356示出了長度和寬度相當(dāng)大的棉絮帶?？v向的不完全切口沿棉絮帶的長度延伸。這些切口便于用戶從棉絮帶上切下寬度較小的條帶。
因此，設(shè)置不完全切口或標(biāo)記線能夠便于將絕緣組件切割成所需的尺寸。然而，它們沒有消除下列需要，即，需要將這些絕緣組件切割成想要的形狀和尺寸以便將其裝在非慣用尺寸的區(qū)域、空隙內(nèi)，以及不規(guī)則處周圍。
由于其被設(shè)計和制造成用于安裝在一特殊的間隔孔中的事實，因而采用短纖維的、粘合的絕緣組件就產(chǎn)生了另外一個問題。由于大部分構(gòu)架在擱柵之間具有16英寸(40.64cm)或24英寸(60.96cm)的標(biāo)準(zhǔn)或慣用尺寸，因此生產(chǎn)者一般生產(chǎn)具有這兩種寬度的產(chǎn)品。為了滿足用戶的需要，大部分生產(chǎn)者以各種高度和/或密度生產(chǎn)具有這些寬度的產(chǎn)品，以使用戶能夠得到所安裝的絕緣材料的理想R值。(R值是絕緣材料的性能或其熱阻系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)度量單位。)然而，很多用戶需要安裝不同尺寸或不同R值的絕緣組件。對產(chǎn)品的多種需求要求絕緣組件的零售商為各種產(chǎn)品調(diào)配大量的場所，以便出售一個完整的產(chǎn)品系列?？梢岳斫?，很多銷售者選擇不出售所有的尺寸，特別是對于那些需求較少或較慢的尺寸。
因此，由于生產(chǎn)者沒有生產(chǎn)或者用戶所找的零售商沒有儲存，所以用戶可能會找不到適當(dāng)尺寸的產(chǎn)品。在這些情況下，用戶必須試圖將絕緣組件切成適當(dāng)?shù)某叽?、尋找另一種類型的絕緣產(chǎn)品、通過留下間隙和空間而接受較差的效果，或者如果可能的話使用附加的絕緣材料來覆蓋擱柵。
絕緣材料的另一種形式是疏松充填產(chǎn)品。這些產(chǎn)品沒有使用形狀，并包括被插進要絕緣的空間的各組絕緣纖維。這種形式的絕緣材料的安裝一般包括將纖維吹進所需的空間。因此，不必為了安裝而將絕緣材料切割或者做成適當(dāng)?shù)某叽?。然而，疏松充填難于處理，需要特殊的裝置來安裝，并且如果安裝不當(dāng)就可能留下間隙或空隙。而且，疏松充填并不總是實現(xiàn)對其安裝空間的連貫可靠的覆蓋(絕緣材料的密度隨其安裝而改變，并且在有些情況下其可能會隨時間的推移而移位或壓實)。疏松充填通常也會有可能刺激用戶的皮膚或呼吸道的懸浮微粒。
最近開發(fā)的另一種纖維絕緣產(chǎn)品克服了短纖維產(chǎn)品的一些缺陷。Grant和Berdan的美國專利No.5,508,079描述了這種組件及其制造方法。具體地說，Grant等人公開了一種用于制造一種無粘結(jié)劑的纖維玻璃棉絕緣材料的方法。該方法包括形成相當(dāng)長的玻璃纖維，該纖維約占所有纖維的重量或數(shù)量的20％或更多。這些絕緣組件的纖維在形成的時候以螺旋方式取向，然后經(jīng)機加工成型，以生產(chǎn)出具有預(yù)定尺寸和密度的棉胎。將與棉胎的周邊緊密貼合的最好由聚乙烯制成的一個外層固定就完成了該絕緣組件。
由Grant等人公開的絕緣組件具有一個優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的短纖維粘結(jié)絕緣組件的顯著優(yōu)點。這些剛度較小的絕緣組件使得用戶能夠使該絕緣組件適于填滿頻繁出現(xiàn)在擱柵之間的空隙。用戶只需使棉胎適于填充較小的空隙并在在擱柵之間出現(xiàn)的部件周圍進行調(diào)整。與短纖維的粘結(jié)的絕緣組件相比，它也使用戶能夠使組件的更大部分延伸過擱柵從而直接靠在相鄰的絕緣組件上并減小在擱柵上面留出的空隙。
與短纖維的粘結(jié)的絕緣組件相比較，這種類型的絕緣組件的貼合特征消除了許多切割組件的要求。因此，由Grant等人公開的這種可貼合的絕緣組件為用戶提供了一種更方便的產(chǎn)品。然而，由Grant等人公開的這種可貼合的絕緣組件與現(xiàn)有技術(shù)中的粘結(jié)的短纖維產(chǎn)品一樣具有一些缺陷。像由Owens Corning制造和銷售的商標(biāo)為MIRAFLEXTM的貼合絕緣組件適合于安裝在具有預(yù)定名義寬度的特殊尺寸的區(qū)域內(nèi)。這樣制造的產(chǎn)品也具有標(biāo)準(zhǔn)的厚度和/或密度，以便具有用R值給出的預(yù)定的絕緣等級。因此，這些產(chǎn)品的制造者通常必須提供許多不同寬度的產(chǎn)品，例如16英寸(40.64cm)和24英寸(60.96cm)寬的產(chǎn)品。此外，對于這些產(chǎn)品中的每一種，生產(chǎn)者都必須提供具有不同高度和/或密度的產(chǎn)品，以便為用戶提供不同R值的絕緣組件。
這就必然意味著這種類型的絕緣產(chǎn)品的生產(chǎn)者必須制造過多的產(chǎn)品以滿足大多數(shù)用戶的需要。然而，許多需要適合于非慣用擱柵間距(如19.2英寸(48.768cm))的絕緣材料和需要非標(biāo)準(zhǔn)絕緣性能的用戶的需要還是無法滿足，而只能是切割這些產(chǎn)品、尋找另一種形式的絕緣材料，安裝疊置的絕緣組件或者接受效果較差的結(jié)果。此外，這些產(chǎn)品的零售商和批發(fā)商可能會選擇不去儲存或出售需求量不高的給其商店的空間和容積帶來束縛的產(chǎn)品。因此，在有些情況下，甚至在存在適當(dāng)尺寸或R值的產(chǎn)品時，用戶也可能找不到它。
因此，需要有一種能夠由用戶比較容易地再成型和安裝以便滿足用戶的特定尺寸要求的絕緣組件。也需要有一種能夠被再成型以便提供不同R值的覆蓋區(qū)域的絕緣組件。還需要有一種可再成型的絕緣組件以及一種能夠減少需要生產(chǎn)的和需要零售商和批發(fā)商出售的獨立產(chǎn)品的數(shù)量的使用方法。還需要提供一種為用戶提供更大的安裝實用性或選擇余地的絕緣組件和使用方法。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種可由用戶進行機械再成型的絕緣組件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠減少將其安裝到非慣用擱柵空間中所需的時間和工作的絕緣組件及其使用方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種可由用戶再成型以便根據(jù)用戶需要而安裝在各種空間中的絕緣組件。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種可為了用單一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滿足大量用戶需要的銷售而提供的絕緣組件。
因此，本發(fā)明的一個方面包括一種可用于建筑物的絕緣材料中的絕緣組件，該組件包括一個沿著一第一方向延伸的可貼合的礦物纖維棉胎，其中該棉胎的橫截面具有一個基本上垂直于第一方向的周邊；以及一個沿著第一方向延伸并覆蓋住棉胎周邊的外層，其中該外層的橫截面的周邊明顯大于棉胎的周邊。因此外層寬松地封裝棉胎，而且絕緣組件的受壓促使組件變成具有不同橫截面尺寸的新的形狀。采用這種方式，適于將絕緣組件在外層的邊界之內(nèi)重新定型成用戶所確定的形狀。
礦物纖維棉胎最好是具有一些相當(dāng)長的纖維的無粘結(jié)劑型纖維玻璃棉胎。外層的橫截面周邊至少比在施加外層之前通過制造工藝加工而成的棉胎大5％。外層最好為10％或更大。外層最好由厚度小于1.0mil并且通常在0.2-0.6mil范圍內(nèi)的聚乙烯制成。膠粘層最好包括兩層，每一層在外層的內(nèi)周邊上彼此相對地沿軸向延伸，并且更優(yōu)選的是在矩形棉胎的相對表面上位于與棉胎的相鄰側(cè)邊基本等距的位置。
本發(fā)明的另一個方面包括一種用于安裝具有一個沿第一方向延伸的貼合棉胎的可再成型絕緣組件的方法，該方法包括以下步驟沿著與第一方向基本垂直的第二方向壓迫棉胎，以便沿第二方向擠壓棉胎并相應(yīng)地使棉胎沿著與第一和第二方向基本垂直的第三方向膨脹，由此形成由用戶確定的組件的形狀和尺寸；以及將該組件置于一個與用戶確定的形狀相對應(yīng)的選定空間中，從而使用戶有選擇地將絕緣材料成形以便安裝在選定空間內(nèi)。
本發(fā)明的另一個方面包括一種用于安裝一種可再成型的絕緣組件的方法，該組件包括一個沿第一方向延伸并在垂直于第一方向的橫截面上具有一個周邊的可貼合的棉胎，以及一個橫截面的周邊明顯大于棉胎的周邊的外層，其中該方法包括以下步驟壓迫該組件以便在外層內(nèi)增大棉胎的周邊并由此形成組件的由用戶確定的形狀和尺寸，并將該組件置于與用戶確定的形狀相對應(yīng)的選定空間中，從而使用戶有選擇地將該組件成形，以便安裝在選定空間中。
本發(fā)明的再一個方面包括一種使一種結(jié)構(gòu)絕緣的方法，該結(jié)構(gòu)至少具有分別具有第一和第二寬度的第一和第二空間，該方法包括以下步驟提供基本上相同的第一和第二絕緣組件，其中每個組件包括一個沿第一方向延伸的并且在一個基本上垂直于第一方向的方向上的寬度等于第一寬度的可貼合的棉胎，將第一組件置于第一空間中。該方法還包括沿著與第一方向基本垂直的第二方向壓擠第二組件的棉胎，由此使第二組件的棉胎沿著與第一和第二方向基本垂直的第三方向膨脹，并因此改變第二組件的棉胎的寬度，從而使其等于第二寬度，然后將第二組件置于第二空間中。
本發(fā)明的又一個方面包括一種使一種結(jié)構(gòu)絕緣的方法，該結(jié)構(gòu)至少具有分別具有第一和第二寬度的第一和第二空間，該方法包括以下步驟提供第一和第二基本上相同的絕緣組件，每個組件包括一個沿第一方向延伸并在一個與第一方向基本垂直的方向上具有一第三寬度的可貼合的棉胎；沿著與第一方向基本垂直的第二方向壓擠第一組件的棉胎，由此使第一組件的棉胎沿與第一和第二方向基本垂直的第三方向膨脹，并因此將第三組件的棉胎的寬度從第三寬度改變成第一寬度；將第一組件置于第一空間中；沿著第二和第三方向中的一個方向壓擠第二組件的棉胎，從而使第二組件的棉胎沿著第二和第三方向中的另一個方向膨脹，并因此將第二組件的棉胎的寬度從第三寬度改變成第二寬度；并將第二組件置于第二空間中。
后附的權(quán)利要求書特別指出并明確地限定了本發(fā)明的主題。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細說明，本發(fā)明的各種目的、優(yōu)點以及新穎特征將更加清楚，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的可再成型絕緣組件的一優(yōu)選實施例的端部透視圖。
圖2A、2B和2C是圖1所示可再成型的絕緣組件經(jīng)過再成型后的各種再成型結(jié)構(gòu)的端部透視圖。
圖3是圖1所示可再成型的絕緣組件加工后的端部透視4是圖3所示可再成型的絕緣組件在為了裝運而受壓后的端部透視圖。
如圖1所示，兩個可貼合的絕緣組件1中的每一個都位于一個諸如天花板的上表面的表面2上并位于擱柵3之間。每個組件1包括一個沿軸向11延伸的細長的棉胎10、一個沿軸向延伸并且至少覆蓋住棉胎10的很大部分的外部的或外面的層12，以及至少一個將外層12固定到棉胎10上的粘合帶13。棉胎10由礦物纖維制成，如在本文中所定義的那樣，礦物纖維最好包括有玻璃纖維，但也可包括巖石纖維、礦渣纖維或玄武巖纖維，或者具有至多10％的摻合聚合物纖維的上述任何一種纖維?？梢岳斫猓旧暾埖拿恳粋€附圖是用來說明的，并不影響絕緣組件1及其元件的比例或相對尺寸。也就是說，為了便于理解和方便，某些元件的尺寸被夸大或加大，而其它元件的尺寸則被減小。
如圖1所示，棉胎10具有名義上垂直的表面14、15、16和17，這些表面也基本上垂直于方向11。為了方便起見而將之稱為頂面14和底面15的相對表面14和15的名義寬度用W表示。同樣，用H表示相對的表面或側(cè)面16和17的高度?？梢岳斫猓捎诋a(chǎn)品的可貼合的特性，頂面14和底面15并不完全相同。也就是說，圖1中的寬度W僅僅是近似的。因此，如圖1所示，由于頂面14部分地覆蓋在擱柵3上面，而底面15在擱柵3之間延伸，因此頂面14大于底面15。類似地，側(cè)面16和17的高度不必相等并且不必完全平行。但是，為了便于理解，對于本專利申請來說，側(cè)面16、17和頂面14、15中的每一個都被分別看作在名義上是平行的并等同于相對的表面，側(cè)面16和17被看作名義上垂直于頂面14和底面15；并且表面14、15、16和17被看作基本上垂直于方向11。
在圖1中，外層12包括過量的材料20，在這種情況下，用戶在產(chǎn)品的安裝過程中沿著表面2收攏該材料。換句話說，在垂直于方向11的橫截面內(nèi)，外層12的周邊比棉胎10的橫截面上的周邊大得多。外層的尺寸加大的特征使得組件1的用戶能夠根據(jù)需要以增大和減小棉胎10的整個周邊的方式壓擠棉胎10。這一特征使用戶能夠?qū)⒔^緣組件1在外層12的周邊的整體界限內(nèi)重新定型成符合用戶需求的尺寸。因此，本發(fā)明的這一特征使用戶能夠根據(jù)要絕緣的空間的寬度而再成型產(chǎn)品。另外，由于這種絕緣組件包括可貼合的棉胎10，組件1甚至在其再成型后的狀態(tài)下也能夠恰當(dāng)?shù)靥钛b在位于擱柵3之間的空隙和部件的內(nèi)部和周圍。
這一特征避免了纖維絕緣組件的用戶切割并拼合一塊塊的組件以便在不適于接納現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的絕緣組件的以非傳統(tǒng)的間距間隔開的擱柵之間安裝絕緣材料的需要。因此，它提供了一種比較容易的替代疏松填裝絕緣產(chǎn)品的安裝方法。也就是說，通過使本發(fā)明的絕緣組件再成型，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)對各種尺寸的空間的覆蓋，從而使一種產(chǎn)品能夠滿足有不同需求的用戶的要求。用戶也能將組件1壓制成其它的具有更小的周邊的形狀，這將在下面更充分地討論。作為一個額外的益處，本產(chǎn)品也具有可貼合的特性，從而使它能夠適應(yīng)位于特殊的擱柵之間的不規(guī)則處。
圖2A至2C示出了可通過用戶壓擠圖1所示可再成型的絕緣組件1而獲得的各種形狀。具體地說，圖2A是在由諸如圖4中所示的并在下文中進行更詳細說明的壓實的形式恢復(fù)后的圖1所示絕緣組件。這種絕緣組件可能是一種比較標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，其中棉胎10沿頂面14和底面15的尺寸為16英寸，沿側(cè)面16和17的尺寸為8.75英寸(22.23cm)，并具有R-25的絕緣等級。
由于許多建筑物具有以16英寸(40.64cm)間隔開的擱柵，因而16英寸(40.64cm)是比較標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。24英寸也是另一種比較常用的擱柵間距布置。這些尺寸來自于以每八英尺(2.44m)分別有六個或四個擱柵的比例間隔開的擱柵的間距。然而，有些建筑物以諸如每八英尺(2.44m)或某些其它尺寸有五個擱柵的不同比例而設(shè)計。對本申請來說，這些其它的擱柵間距尺寸被看作非慣用的擱柵間距。
從圖2A中可以看出，設(shè)在外層12內(nèi)的附加材料20基本上相等地位于粘膠層13的兩側(cè)，這是優(yōu)選的。附加材料20的長度略微大于圖2A所示狀態(tài)下棉胎的外周邊的10％。因此，對于前面所述的實例，外層12具有約為55英寸(139.7cm)的周邊，而棉胎的周邊是49.5英寸(125.73cm)。這種設(shè)在外層12內(nèi)的附加材料20由于其較薄和非剛性的特性而使用戶能夠在安裝過程中容易地對其進行處理。例如，如圖1所示，將外層12的附加材料20置于組件1的底部并沿表面2伸展。
如同在圖2B和2C中示出的實施例所說明的那樣，本發(fā)明的絕緣組件1能使用戶將絕緣組件重新定型成配合各種空間的形狀和尺寸。因此，選擇使用本發(fā)明的絕緣組件的用戶能夠使產(chǎn)品具有某種形狀以便配合非慣用的擱柵間距，而別的用戶能夠用相同的產(chǎn)品來配合慣用尺寸的擱柵空間。此外，用戶能夠?qū)⒁恍┲匦露ㄐ偷慕M件在慣用尺寸的和非慣用尺寸的區(qū)域之間放在一起，以獲得更高的R值。這意味著本發(fā)明的絕緣組件的一種單一的尺寸可以用于不同尺寸的各種各樣的不同用途。因此，用戶得益于擁有一種能夠滿足其特定用途的絕緣組件。此外，絕緣組件的零售商和批發(fā)商能提供使顧客有更大選擇來滿足其需要同時又減少了所出售的不同產(chǎn)品的數(shù)量的絕緣組件。
因此，沿著頂面14和底面15或者沿著側(cè)面16和17壓擠絕緣組件1促使絕緣組件改變其橫截面尺寸。具體地說，沿著頂面14和底面15壓擠絕緣組件促使了側(cè)面16和17向外。這產(chǎn)生了被重新定型后具有尺寸或?qū)挾仍龃蟮捻斆?4和底面15和尺寸或高度減小的側(cè)面16和17的絕緣組件。另一方面，沿著側(cè)面16和17壓擠絕緣組件1促使頂面和底面分開。這一行為產(chǎn)生了高度更大并且寬度更小的再成型絕緣組件。也就是說，側(cè)面16和17的尺寸增大，而頂面14和底面15的尺寸減小。
通過有選擇地給絕緣組件施加壓力，用戶能夠?qū)⒔^緣組件1重新定型成與用戶想要安裝絕緣組件1的空間相對應(yīng)的理想尺寸。在有些情況下，用戶可能發(fā)現(xiàn)在最初的整形之后有選擇地弄平絕緣組件的表面是必要的或優(yōu)選的。這一步驟可通過沿著其以前沒有受壓擠的相對表面壓擠部分組件以便在選定的區(qū)域內(nèi)形成更均勻的橫截面而實現(xiàn)。
圖2B中所示的絕緣組件1通過沿著頂面14和底面15壓擠圖2A中所示的形狀而再成型。由壓擠所得到的形狀相對于圖2A中的形狀顯示出增大的寬度和減小的高度。采用前面所述的圖2A的實例尺寸，利用壓擠使絕緣組件具有約為7.25英寸(18.42cm)的高度和約為19.2英寸(48.77cm)的寬度。在此實例中，約為55英寸(139.7cm)的外層12幾乎完全準(zhǔn)確地與受壓后為52.9英寸(134.37cm)的棉胎10的周邊相匹配。因此，在絕緣組件1的這種結(jié)構(gòu)中，只有一小部分多余材料20下垂到底面15下面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)具有R-19的絕緣系數(shù)。19.2英寸(48.77cm)的寬度與不常見或非慣用的構(gòu)架的每八英尺(2.44m)有五個擱柵的布局相對應(yīng)。盡管這不是慣用的建筑技術(shù)，但仍有許多對這種尺寸的產(chǎn)品的應(yīng)用，在本發(fā)明之前，這種尺寸的產(chǎn)品要求切割現(xiàn)有技術(shù)的絕緣組件或者采用松散填充產(chǎn)品。
如圖2C中所示，每一個絕緣組件1都通過沿側(cè)面16和17壓擠圖2A所示的組件1而產(chǎn)生。在這種情況下，與圖2A中的組件相比，壓擠使得高度增加而寬度減小。再利用前面所述的圖2A的實例尺寸，將這種組件壓成如圖2C所示的寬度和高度尺寸分別為8英寸(20.23cm)和14英寸(35.56cm)的結(jié)構(gòu)。正如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解的那樣，兩個組件1在被壓到8英寸×14英寸(20.32cm×35.56cm)的形狀時可以被用于在間距為16英寸(40.64cm)的擱柵之間絕緣。如圖2C中的虛線所示的附加的第三個絕緣組件1使得三個組件1能夠一起用于在間距為24英寸(60.96cm)的擱柵之間絕緣。圖2C的兩組件的側(cè)表面貼靠在一個16英寸(40.64cm)的擱柵間距中的配置提供了一個為R-45的絕緣系數(shù)。在一個24英寸(60.96cm)的擱柵間距中使用三個這樣的組件1可以提供同為R-45的絕緣系數(shù)。
當(dāng)將圖2C所示的絕緣組件1中的兩個壓擠成寬度為9.6英寸(24.384cm)且高度為13英寸(33.02cm)時，它們可以在間距為19.2英寸(48.77cm)的擱柵之間提供絕緣。這種結(jié)構(gòu)提供了為R-38的R值。盡管沒有預(yù)先制造，采用這種方式也可以形成其他可能的形狀和尺寸，這種尺寸包括將棉胎10的寬度壓擠成12英寸(30.48cm)，且高度在大約10英寸(25.4cm)與12英寸(30.48cm)之間。在這種情況下，圖2C中所示的兩個組件將很容易地安裝到相距24英寸(60.96cm)的擱柵之間。
現(xiàn)在可以理解，本發(fā)明的絕緣組件增加了用戶可以獲得的選擇方案。對于在圖2C中所示的組件1的結(jié)構(gòu)，用戶能夠加工該組件以便在單一深度的層中使用并且具有增大的R值。也就是說，用戶將兩個或多個絕緣組件1以并排的布置方式安裝，而不是象對現(xiàn)有技術(shù)類型的絕緣組件所做的那樣將其疊放起來。
并排布置有幾個優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的疊放的短纖維粘結(jié)型產(chǎn)品或者甚至無粘結(jié)劑的可貼合棉胎的優(yōu)點。首先，由于本發(fā)明的棉胎的可貼合的特性，與粘結(jié)的現(xiàn)有技術(shù)的組件相比，將減小相鄰擱柵之間的空隙。與擱柵相鄰的組件的側(cè)面將會更容易貼合。此外，用戶可以用肉眼確定每一個再成型后的絕緣組件在安裝時具有理想的尺寸。疊放的組件將各個組件的高度隱藏起來。采用現(xiàn)有技術(shù)的可貼合的絕緣產(chǎn)品時，由于同組組件的膨脹，絕緣組件中的一個可能會被壓緊。由于在每一組疊置的組件中沒有獲得組件的均勻性，使得疊放的組件的絕緣性能降低。
圖3示出了在加工過程完成后的絕緣組件1。該過程先產(chǎn)生一層流動氣體幕和來自旋轉(zhuǎn)成纖裝置的長玻璃纖維。該流動氣體幕和纖維沿大致向下的方向移動。長纖維還以一種由旋轉(zhuǎn)成纖裝置產(chǎn)生的大致為螺旋形的軌跡向下運動。在成纖裝置下面的至少兩個相對的第一輸送機表面收集纖維。輸送機通常距離成纖裝置2到6英尺(0.61m到1.83m)。纖維的螺旋形軌跡使得所收集到的纖維以大致為螺旋形的關(guān)系相聯(lián)或取向。
一旦收集起來，聚集的纖維就形成一個纖維束或棉胎。一套相對的輸送機表面在聚集后對棉胎進行機械加工和整合，以便基本上提供密度小于0.6pcf且最好在0.30pcf到0.5pcf之間的具有理想形狀的棉胎。在這種情況下，輸送機的平坦表面能夠產(chǎn)生基本上為平面的相對的側(cè)面16和17以及頂面14和底面15。該過程專門排除了平行于其加工軸線(即方向11)地切割棉胎10，以便確定表面14、15、16以及17。
用于制造現(xiàn)有技術(shù)中的剛性短纖維產(chǎn)品的方法常常采用這樣的切割步驟以便為用這種方法制造的絕緣材料提供輪廓分明的邊緣和對稱性。切割本發(fā)明的棉胎將會切斷許多沿著棉胎表面分布的長纖維。這種切斷會由于降低了其結(jié)構(gòu)的整體性而降低棉胎10的質(zhì)量，因為人們認為纏結(jié)的特性能使無粘結(jié)劑的纖維保持在一起。
應(yīng)該理解，棉胎10的在沿著與方向11垂直的平面的橫截面圖中的形狀不必且通常也不是矩形。也就是說，側(cè)面16和17并不嚴(yán)格地垂直于頂面14和底面15；相對的表面14和15以及16和17分別不嚴(yán)格地平行；并且表面14、15、16和17中的每一個并不完全是平面的。棉胎10一旦成形和經(jīng)機械加工后通常也不僅僅是矩形，如圖3所示。然而，為了便于理解和描述本發(fā)明，如上所述，在此采納和使用名義上的矩形、名義上的平行、名義上是平面的、名義上垂直等術(shù)語。
與在上面引用的并在此引作為參考文獻的由Grant等人的美國專利No.5,508,079公開的方法不同，用于制造組件1的方法具有許多與用于形成本發(fā)明的可再成型絕緣組件的可貼合棉胎的優(yōu)選方法相似的步驟。然而，一個主要且基本的區(qū)別在于施加外層12的步驟，該外層覆蓋在棉胎的表面14、15、16和17上且超過棉胎10的周邊。具體地說，所施加的外層12必須比周邊大至少5％，且最好大大約10％或更大。應(yīng)當(dāng)注意，在外層中的多余材料不應(yīng)超過棉胎周邊的20％，因為這樣可能會造成在安裝過程中操作棉胎不靈活并且笨拙。
過去，為了降低成本的目的而將外層的橫截面尺寸減至最小，因為外層的功能主要是在處理絕緣組件時方便用戶。在本發(fā)明中，覆蓋所有表面的外層包括一個邊界，在該邊界中棉胎可以隨著壓擠而垂直于軸向11地移動或變形。由于其特性，棉胎一旦被再成型，就一直保持形狀，直到再次被擠壓時為止。
外層12最好沿棉胎10的整個軸向長度或相當(dāng)于整個的軸向長度延伸。外層可以由任何片狀材料制成，例如塑料、金屬化薄膜、牛皮紙、無紡材料或其組合。外層優(yōu)選的是塑料，且最好是聚乙烯。外層12的厚度一般應(yīng)為1.0mil或更小，最好在0.2mil到0.6mil之間的范圍內(nèi)。外層12也可以包括一些孔，這種孔在從與運送產(chǎn)品相關(guān)的壓擠狀態(tài)恢復(fù)的過程中以及在任何與安裝相關(guān)的再成型過程中有利于空氣的進入和排出。
用于絕緣組件1中的粘膠層13限制了棉胎10相對于外層12的軸向移動。粘膠層13最好是一種諸如膠水的以層、條帶或圖案的形式在圍繞外層12的橫截面周邊的相對位置上等間距地涂敷在外層12與棉胎10之間的粘合材料。粘膠層13最好設(shè)于外層12與上、下表面14和15的中心部分之間?；蛘?，粘膠層可以施加在側(cè)面16和17上。此外，盡管兩個粘膠層會更好，但僅僅一個粘膠層也將滿足本發(fā)明的要求，因為它能使外層的多余材料分成兩個基本相等的部分。在壓擠和其他安裝工作中，粘膠層之間的多余材料20的分離簡化了對棉胎的處理。
除了最好通過在棉胎表面上涂敷一層膠水而形成的粘合帶之外，現(xiàn)有的機械緊固件、膠粘劑、或者外層自身都能滿足需要。例如，聚乙烯在加熱時會變得發(fā)粘，而在固化時就能粘到一部分棉胎上。因此，加熱聚乙烯片材的較薄的軸向延伸部分就能提供用于本發(fā)明的粘膠層。聚乙烯的加熱要么恰好在覆蓋外層之前完成，要么在將外層固定在棉胎上之后進行。
粘膠層13除了置于頂面14和底面15上之外，還可以置于棉胎10的側(cè)面16和17上。在這種形成有四個粘膠層的絕緣組件中，外層12的多余材料20最好被等間距地分成在每個粘膠層之間均勻地隔開的四段?；蛘?，外層12通過粘膠層13而連續(xù)地固定在棉胎10的周圍也是可以的。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)將整個絕緣組件1加工至預(yù)計所需的最大周邊，從而使用戶能根據(jù)需要壓擠組件。在這種情況下，再成型后的組件的多余材料20需要與將它固定在其上的棉胎10的纖維聚集在一起。
如前所述，現(xiàn)有技術(shù)的方法試圖限制用來形成外層的材料量。在這些情況下，外層的周邊緊密地貼合棉胎的周邊。按照本發(fā)明的方法和裝置，外層的周邊可以比通過加工而形成的棉胎的周邊大至少5％，且最好大10％或更多。這一特征提高了本發(fā)明的可再成型的絕緣組件的實用性。它使用戶能夠有選擇地將絕緣組件整形成和重新定型成選定的形狀。因此，用戶能夠獲得適合于安裝在具有比較慣用的尺寸的間距和具有非慣用尺寸的間距中的形狀和尺寸并通過在擱柵之間堆放多個組件來調(diào)節(jié)熱阻系數(shù)。本發(fā)明的這些特征也使零售商或批發(fā)商能夠出售一種能夠安裝在不同尺寸的間距中并能夠提供不同的絕緣效率而無需進行切割、無需特定設(shè)備或其他消耗的時間或技巧性的操作的絕緣產(chǎn)品。
本發(fā)明還能使必須儲存和展示絕緣組件的商人減少了所展示和儲存的產(chǎn)品的種類。這是由本發(fā)明的絕緣組件能夠用來填充各種空間并提供不同等級的絕緣效率的事實而產(chǎn)生的。因此，通過僅僅儲存幾種不同的本發(fā)明的絕緣組件，銷售商就可以向用戶提供能夠滿足用戶多種可以想象得到的安裝需要的絕緣組件。
在生產(chǎn)完成后壓擠圖3中的絕緣組件1產(chǎn)生了圖4中的絕緣組件1。首先，絕緣組件穿過被固定成接觸組件的側(cè)面的成型輥。該成型輥按方向11沿著相對的側(cè)面使外層12和棉胎10折皺或翻轉(zhuǎn)。這就為組件提供了更均勻的側(cè)面并拉緊了外層12的多余材料20。絕緣組件1接著被滾壓、壓擠、或通過現(xiàn)有的技術(shù)被包裝起來。如圖4中所示的組件1所顯示的壓擠相當(dāng)大地減小了組件的體積，同時使用戶能夠?qū)⑵浠謴?fù)到原始尺寸。
如在此公開的那樣，在可貼合的絕緣組件的外層中設(shè)置多余的材料提供了更有用的產(chǎn)品。具體地說，用戶可以在不進行切割的情況下加工該絕緣組件，以便安裝在不同尺寸的空間中。由于用戶可將絕緣組件調(diào)整成各種尺寸和形狀，生產(chǎn)者能夠減少那些必須生產(chǎn)的不同尺寸產(chǎn)品的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的絕緣組件也包含了由Grant等人在美國專利No.5,508,079中公開的絕緣組件的所有優(yōu)點。該產(chǎn)品能夠很容易地適合于位于擱柵之間的空隙和不規(guī)則處。因此，該絕緣組件減少了用戶需要切斷棉胎以便繞障礙物安裝和填充空隙的可能性。用戶還可以通過將產(chǎn)品加工成容許在擱柵之間并排地安裝兩個或更多的單元而由一個短纖維的粘合棉胎獲得有更高的R值的絕緣。
由于包含在外層中的多余材料增加了材料成本，本發(fā)明的絕緣組件的制造成本將會稍微高一些。然而，該方法不需要任何附加設(shè)備來制造它，這優(yōu)于由Grant等人在美國專利No.5,508,079中公開的方法。此外，由于大量使用特殊的絕緣組件，生產(chǎn)線不必經(jīng)常地改動，這降低了制造成本。這種節(jié)省至少會部分地彌補與外層中的多余材料有關(guān)的額外成本。
總的來說，本申請公開了一種可再成型的絕緣組件和用于安裝和制造這種組件的方法。在此描述的本發(fā)明通過提供一種如下所述的絕緣組件滿足了本發(fā)明的目的和目標(biāo)，即該組件能夠由用戶有選擇地構(gòu)成某種形狀以獲得各種橫截面尺寸，以便安裝在各種空隙中并提供不同等級的熱阻系數(shù)。由于各絕緣組件具有多種用途，本發(fā)明對于用戶和銷售者都有進一步的優(yōu)越性，且零售商和批發(fā)商能夠儲存較少的產(chǎn)品類型而為用戶在尋找滿足用戶需要的產(chǎn)品時提供較大的選擇。此外，本發(fā)明的絕緣組件不需要專門知識或工具就能夠安裝。它利用現(xiàn)有技術(shù)就能夠制造，而不需要額外的設(shè)備，而且在產(chǎn)品成本上也不會相對于現(xiàn)有技術(shù)的可貼合絕緣組件有明顯的增加。
本發(fā)明以一些實施例的形式進行了公開。顯然，可以在不脫離本發(fā)明的情況下對公開的裝置進行多種改動。因此，后附的權(quán)利要求書旨在覆蓋包括在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的變化和改動。
權(quán)利要求
1.一種可用于建筑物的絕緣材料中的絕緣組件，所述組件包括一個沿第一方向延伸的可貼合的礦物纖維棉胎，所述棉胎具有在橫截面上基本垂直于所述第一方向的周邊；以及一個沿所述第一方向延伸并覆蓋在所述棉胎的所述周邊上的外層，所述外層在所述橫截面上具有明顯大于所述棉胎的所述周邊的周邊，由此所述外層寬松地封裝所述棉胎，并且壓擠所述絕緣組件可促使所述組件變成具有不同橫截面尺寸的新的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述外層在所述橫截面上的周邊比所述棉胎在所述橫截面上的周邊至少大5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述外層在所述橫截面上的周邊比所述棉胎在所述橫截面上的周邊大5％到10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，外層在所述橫截面上的周邊比所述棉胎在所述橫截面上的周邊大10％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述纖維棉胎包括相當(dāng)長的玻璃纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述纖維玻璃棉胎是密度小于0.6pcf的纖維玻璃棉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述外層可以從包括塑料、金屬化薄膜、牛皮紙、無紡材料及其組合的組中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述外層是厚度小于1.0mil的聚乙烯層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，進一步包括一個設(shè)置于所述外層與所述棉胎的一部分表面之間的粘膠層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，進一步包括一個在所述外層的所述周邊周圍直接對著所述第一粘膠層的第二粘膠層。
11.一種用于安裝具有一個沿第一方向延伸的可貼合棉胎的可再成型絕緣組件的方法，所述方法包括以下步驟沿著基本上垂直于第一方向的第二方向壓擠棉胎，以便沿第二方向壓縮棉胎，并且相應(yīng)地使棉胎沿著與第一和第二方向基本垂直的一第三方向膨脹，由此形成組件的由用戶確定的形狀和尺寸；以及將該組件放置于一個與用戶確定的形狀相應(yīng)的選定空間中，從而使用戶有選擇地成型絕緣材料以便裝入選定空間內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，棉胎在一個垂直于第一方向的平面內(nèi)具有名義上為矩形的橫截面，并且所述壓擠步驟包括沿著棉胎的相對側(cè)面壓迫，以便增大該相對側(cè)面的尺寸并減小相鄰側(cè)面的尺寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述壓擠步驟包括將一個基本上與第一組件相同的第二可貼合組件壓縮到基本上與第一組件相同的尺寸，并且所述放置步驟包括將第二個受壓組件放置于選定空間內(nèi)，從而使第一和第二組件的基本上相同的側(cè)面互相貼靠。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述壓擠步驟包括將一個第三可再成型的組件壓縮到與第一和第二組件基本上相同的尺寸，所述放置步驟包括將第三受壓組件放置于所選定的空間內(nèi)并且使第三受壓組件的一側(cè)貼靠在第一和第二受壓組件之一的一側(cè)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法在所述壓擠步驟之后進一步包括沿著軸向長度弄平組件的外表面以便具有更平的表面的步驟。
16.一種用于安裝一可再成型的絕緣組件的方法，所述組件包括一個沿第一方向延伸并且在垂直于所述第一方向的橫截面上具有一個周邊的可貼合的棉胎，以及一個具有一在所述橫截面上明顯大于所述棉胎的所述周邊的周邊的外層，其中所述方法包括以下步驟壓擠該組件以便在外層內(nèi)增大棉胎的周邊，并由此形成該組件的由用戶確定的形狀和尺寸；以及將該組件放置于與用戶確定的形狀相對應(yīng)的選定空間中，從而使用戶有選擇地成型該組件，以便裝在所選定的空間中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，棉胎在一個垂直于第一方向的平面內(nèi)具有名義上為矩形的橫截面，并且所述壓擠步驟包括沿著棉胎的相對的側(cè)面壓迫，以便增大該相對側(cè)面的尺寸并減小相鄰側(cè)面的尺寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述壓擠步驟包括將一個基本上與第一組件相同的第二可貼合組件壓縮到基本上與第一組件相同的尺寸，并且所述放置步驟包括將第二個受壓組件放置于所選定的空間內(nèi)，從而使第一和第二組件的基本上相同的側(cè)面互相貼靠。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述壓擠步驟包括將一個第三可再成型的組件壓縮到與第一和第二組件基本上相同的尺寸，所述放置步驟包括將第三個受壓組件放置于所選定的空間內(nèi)，其中第三受壓組件的一側(cè)貼靠在第一個和第二個受壓組件之一的一側(cè)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法在所述壓擠步驟之后進一步包括沿著軸向長度弄平組件的外表面以便具有更平的表面的步驟。
21.一種使一結(jié)構(gòu)絕緣的方法，所述結(jié)構(gòu)至少具有第一和第二空間，這兩個空間分別具有第一和第二寬度，該方法包括以下步驟提供第一和第二基本上相同的絕緣組件，每一個組件包括一個可貼合的棉胎，該棉胎沿著第一方向延伸并且在一個基本上垂直于所述第一方向的方向上具有等于所述第一寬度的寬度；將所述第一組件放置于所述第一空間中；沿著與所述第一方向基本上垂直的第二方向壓擠所述第二組件的棉胎，由此使所述第二組件的棉胎沿著與第一和第二方向基本上垂直的第三方向膨脹，并因此改變第二組件的棉胎的寬度，從而使其等于所述第二寬度；以及將所述第二組件放置于所述第二空間中。
22.一種使一結(jié)構(gòu)絕緣的方法，所述結(jié)構(gòu)至少具有第一和第二空間，這兩個空間分別具有第一和第二寬度，該方法包括以下步驟提供第一和第二個基本上相同的絕緣組件，每一個組件包括一個可貼合的棉胎，該棉胎沿著第一方向延伸并且在一個基本上垂直于所述第一方向的方向上具有一第三寬度；沿著與所述第一方向基本上垂直的第二方向壓擠所述第一組件的棉胎，由此使所述第一組件的棉胎沿著與第一和第二方向基本上垂直的第三方向膨脹，并因此將第三組件的棉胎的寬度從所述第三寬度改變到所述第一寬度；將所述第一組件放置于所述第一空間中；沿著所述第二和第三方向中的一個方向壓擠所述第二組件的棉胎，由此使所述第二組件的棉胎沿著第二和第三方向中的另一個方向膨脹，并因此將所述第二組件的所述棉胎的寬度從所述第三寬度改變到所述第二寬度；以及將所述第二組件放置于所述第二空間中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可再成型的絕緣組件和使用這種絕緣組件的方法。可用于建筑物的絕緣材料中的本發(fā)明的絕緣組件包括一個沿第一方向延伸的可貼合的礦物纖維棉胎,其中棉胎(10)在一基本上垂直于第一方向的橫截面內(nèi)具有一周邊;以及一個沿第一方向延伸并覆蓋在棉胎(10)的周邊上的外層(12),其中外層(12)在橫截面內(nèi)具有一個明顯大于棉胎(10)的周邊的周邊。因此,外層(12)寬松地封裝棉胎(10),由此使絕緣組件的壓擠促使組件變成具有不同橫截面尺寸的新形狀。
文檔編號B29C70/00GK1282290SQ98811331
公開日2001年1月31日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者克拉克·伯丹二世 申請人:歐文斯科爾寧格公司