CN1906134A - 形成矿棉和矿棉制品的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了玻璃纤维隔热制品和制造具有更少应力升高缺陷的小直径玻璃纤维的方法。本发明的隔热制品可以用至少约20％或更多的纤维密度减小提供相同的热阻或R－值，并且获得可接受的压缩后标称厚度恢复率。本发明提供的方法通过组合较低细化气体速度和使用具有更多更小孔的纺丝器可以生产具有更少缺陷的细直径玻璃纤维。本发明的一种优选方法使用一种矿物纤维的内部离心装置，包括装备周边带的离心机，周边带贯穿了分布在许多环形区域(ZA)中的喷嘴，这些环形区域相互上下重叠布置，假定离心机处于离心位置。根据本发明，该装置还包括至少两个环形区域(ZA1，ZA2)，其单位表面积的喷嘴数相差大于或等于5％，特别是大于或等于10％，甚至20％。

Description

形成矿棉和矿棉制品的方法和装置
本发明涉及通过内部离心结合高温气流拉伸的方法形成矿物纤维或其它热塑性材料的技术。其特别应用于意欲用于例如隔热和/或隔音制品的组合物中的玻璃棉的工业生产。
小直径玻璃纤维和其它热塑性材料已经用于许多用途，包括隔音或隔热材料。当小直径玻璃纤维组合成网(在本文中可以互换地指“毯”、“毡”或“毛填充物”)时，各自缺少强度或刚性的玻璃纤维可以树脂粘合并形成相当强、轻质、高度可压缩的和有弹性的毡。隔热毡可以用纸或塑料覆面，或者不用覆面。
本发明涉及的纤维形成方法由以下步骤组成：向离心机中送入细熔融玻璃料流，所述离心机也称为纤维化纺丝器，其高速旋转并在其周边上有非常多的喷嘴，玻璃在离心力的作用下通过这些喷嘴以单丝形式喷出。这些单丝然后经过高温和沿着离心机壁的高速环状拉伸气流的作用。该气流使它们变细并把它们转变成纤维。所形成的纤维被该气态拉伸气流携带到接受机构，所述接受机构通常由透气性带组成。当它们向下拉伸时，把粘合纤维成为棉制品所需的粘合剂喷洒到纤维上，然后收集纤维并形成毡。该方法称为“内离心法”
以上一般描述的离心喷吹、细化玻璃纤维化技术已经在玻璃纤维建筑隔热毡和毯生产中商业应用了许多年，目前制造的显著百分数的玻璃纤维隔热材料利用该技术制造。该方法的各种形式的细节公开在例如U.S.RE 24,708、2,984,864、2991,507、3,007,196、3,017,663、3,020,586、3,084,381、3,084,525、3,254,977、3,304,164、3,819,345、4,203,774、4,759,974和5,743,932中，它们引入本文作为参考。
该方法已经经历了许多改进，例如，其中一些特别涉及纤维化纺丝器，另一些涉及产生环状拉伸气流的方法，使用特定类型的燃烧器。关于最后一点，具体参见EP-B-0 189 354、EP-B-0 519 797、WO97/15532。
玻璃纤维化过程极其复杂并且要求大量变量参数的平衡。已知技术的许多细节本文不再重复，相反，对于这样的公开内容参考上述专利。但是，将考虑现有技术的一些有限的方面，特别是与本发明相关的那些部分。
在离心喷吹细化方法中，燃烧器压力以及靠近纺丝器壁的细化气体速度对于纤维细化的优化是重要的。纺丝器设计和操作也是重要的参数，特别是考虑到现有纺丝器设计的较短寿命和纺丝器更换的极高成本。
关于纤维化纺丝器，专利FR 1,382,917(1963年2月27日申请)描述了一种纤维化装置，其原理仍然广泛应用：把熔融材料引导到一个其垂直壁含有喷嘴的篮子，通过这些喷嘴，所述材料被喷到连接到该篮子的旋转体壁上，这些侧壁含有许多喷嘴。该壁称为纤维化纺丝器的“带(band)”。为了获得良好质量的纤维化，这些喷嘴分布在环状的排中，喷嘴的直径根据它们所属的排而变化，该直径从带的顶部到底部减小。
在本发明的范围内，离心机的“顶部”关于离心位置的离心机而定义，即根据基本垂直的轴(旋转轴)。
在早期的离心喷吹细化设备中所用的纺丝器通常具有约200mm的直径并且具有通常包括4,000-6000个孔的圆周壁，熔融玻璃通过这些孔形成最初的玻璃流，其由环形喷吹进行细化。已经认识到，对于保持合格的纤维质量，对每个纺丝器喷嘴的拉丝速度存在实际上的极限，每个喷嘴的最大速度为约0.9-1.4千克/天。但是，增大一定生产线产量的经济要求导致拉丝速度增大，尽管产品质量降低。
在提高给定直径的纺丝器产量的努力中，纺丝器周边壁的孔数已经被增大到约23,000个，纺丝器直径已经被增大到约400-600mm。参见U.S.4,759,974。尽管实现了拉丝速度的一些增加，但是在该工业中长期以来建立的信念是对于由一些因素控制的喷嘴密度增大存在实际的限制，这些因素如必需保持不连续的玻璃流从纺丝器周边出现和其它潜在的制造问题。
对于该基本原理已经进行了改进，如特别在专利FR 2,443,436中所示，其中，这些机理使得可以获得来自纺丝器带顶部和底部的熔融材料的层流。
另一个重要的因素是纤维的细度(平均直径)。已经良好地确定，对于给定密度的毯，纤维越细，层的耐热性越大。因此，包含较细纤维的隔热制品较薄，并具有与较粗纤维的较厚制品相同的隔热值。或者类似地，较细纤维的制品可以比相同厚度的粗纤维的制品致密度低并具有相同的隔热值。
在隔热毡和毯制品的装运和包装中，高压缩性能是优选的。希望的是压缩用于装运的毡，然后使其快速可靠地恢复到希望的尺寸。目前的毡隔热制品受同时保持足够恢复率的可能压缩量限制。在压缩制品时，粘合剂保持固定而纤维本身折曲。随着由于外加压力在纤维上的应力增大，纤维破坏。当纤维破坏时，断裂通常起始于“应力升高缺陷”的位置，如裂纹、瑕疵或纤维材料中的其它薄弱点。纤维直径约小，裂纹从应力升高缺陷通过横截面扩展越快并导致断开。
虽然由于其经济效率和隔热效率细纤维被认为是理想的，但是现代离心喷吹技术已经不能生产平均纤维直径远小于3.9微米的毯而没有不可接受地降低这样的毯从压缩状态恢复的能力。虽然不限于任何一种理论，但是可以认为现有的纺丝器和燃烧器设计限制技术人员制造更细的纤维而没有在纤维中产生大量应力升高缺陷。这些小的裂纹和不完整一般阻止用小纤维制成的毯或毡恢复合格量的其原始厚度。因此，工业上仍然需要纤维隔热制品，如毡和毯，其含有平均直径小于4微米的纤维，但是在压缩后还提供足够的恢复率，如包装在卷中或聚合物薄膜中。在隔热工业中还需要生产更高强度、更细的玻璃和聚合物纤维的离心喷吹细化方法。
因此，本发明的目的是改善通过矿物纤维的内离心进行纤维化的装置和方法。这种改进特别集中在所获得的纤维质量和该方法产量增大的方面。
根据该目的，在较不激烈的纤维细化环境内生产纤维，以便能使小于3.5微米的小直径纤维用在隔热制品中，而没有牺牲高质量或合格的压缩后恢复量。在本发明方法的另一个实施方案中，提供一种玻璃材料，其被熔融并分布在纺丝器。玻璃材料通过许多其喷嘴离心，形成许多玻璃流。这些玻璃流用纺丝器外部附近的气流细化，形成平均直径不大于3.5微米的玻璃纤维。通过不大于约10-25(英寸水柱)(250-635mm CE“colonne d’eau”)，优选小于23(英寸水柱)(580mmCE)的燃烧器内部压力产生该气流。这些小纤维然后与树脂组合形成具有至少约100g/g的ASTM C686分离强度的隔热制品，其表现出其压缩后名义厚度的显著恢复率。
与现有隔热制品相比，如用平均直径约3.9微米或更大的玻璃纤维制备的隔热毡，本发明隔热制品具有棉状触感，其在与人的皮肤接触时不会引起明显的发痒或刺激。本文所用的“隔热制品”包括未覆面或覆面的毡、毯和卷。隔热制品希望地包括树脂粘合剂，但是这并不总是要求的，只要产品具有一些粘结性，并且不是疏松填充的隔热制品即可。隔热制品可以用于复合材料增强、隔音并且可能通过添加附加的材料压缩或使其成板状。本发明的一些实施方案，与传统的毡隔热制品相比时，对于相同的密度，可以提供最高为10％的更高隔热性能，或者对于相同的隔热性能或R值，可以提供至少约20％的密度减小。由于更小的玻璃材料成本，这些创新的制品相对于类似R值的商品毡，还产生大量的成本节约。
在本发明的另一个实施例中，通过熔融玻璃材料和使其通过许多纺丝器喷嘴离心形成许多玻璃流生产玻璃纤维隔垫制品。玻璃流然后用气流细化成平均直径不大于约3.5微米的玻璃纤维，然后把这些纤维组合成具有以下特性的隔热制品：至少约100g/g的ASTM C686分离强度；约70-100g/Ft2的ASTM C167产品克重；和约等于或优于用平均直径约3.9微米的玻璃纤维制成的具有基本类似的外部尺寸的隔热制品的ASTM C167厚度恢复率，并具有比3.9微米平均直径产品更小的切割和场地灰尘。
使用在本公开内容中描述的离心、喷吹细化、玻璃纤维化技术的优选方法采用诸如提供更多更小的初始玻璃流的更多纺丝器喷嘴和/或更低的纤维细化热气体速度等改进，优选使用传统的燃烧空气和玻璃流速。可以认为，这些技术使得纤维细化更温和并且大大减小对玻璃纤维的冲击，因此玻璃纤维脆性更低，即使以在玻璃纤维毡和卷隔热制品制造中正常不用的非常细纤维直径生产。
一种优选的方法使用用于矿物纤维的内离心的由本发明提供的装置，该装置包括装有周边带的离心机，周边带贯穿一些喷嘴，这些喷嘴分布在相互上下重叠排列的环形区域上(假定离心机处于离心位置)，其包括至少两个环状区域，其中单位表面积上的喷嘴数(NS)差别大于或等于5％，特别是大于或等于10％，甚至20％。
在实现本发明的一种优选的方法中，含有单位表面积最大数量喷嘴的环形区域位于含有单位表面积较低平均喷嘴数的另一个环形区域之下，假定离心机处于纤维化位置。
术语“环形区域”用于定义在离心机(旋转)轴的两个垂直平面之间含有的离心机带的区域。在本发明范围内，这样的环状区域被定义为其中单位表面积喷嘴数在所述环形区域中所含的整个带的周边部分上基本恒定。
单位表面积的喷嘴数NS定义为在环状区域表面单元中含有的与该表面单元的表面积相关的喷嘴数，特别是在平均厘米数量级上。如果单位表面积喷嘴数在单个环区域表面的所有单元上变化小于0.5％，则单位表面积喷嘴数被认为基本是恒定的。环状区域可以包括每个垂直部分的单一喷嘴，但是它通常含有若干喷嘴，特别是4-15个。术语“垂直部分”是指由上面定义的每个平面限制在垂直轴上的一部分环形区域，只要观察到在一个水平轴上平均只有一个喷嘴，假定离心机处于纤维化位置。
矿物纤维通常用离心机制造，其中，在离心机带的整个高度上，单位表面积的喷嘴数是恒定的。事实上，传统的离心机用电极间距恒定的直线分布的电极组成的梳状电极(comb)通过放电加工打孔。在垂直排中的喷嘴同时打孔后，移动梳状电极进行下一排的打孔，在沿着所述带移动梳状电极相当于相邻孔中心之间的水平间隙的距离后进行打孔。
该技术可以进行非常精确的打孔，并且单位表面积喷嘴数的变化非常低，具体为小于1/1000。
传统的离心机一般含有2000-40,000个喷嘴，离心机的平均直径分别为200mm-800mm。
使用根据本发明制备的装置，已经证明可以显著提高纤维毡的质量，特别是其力学性能，并获得能量消耗的非常显著的减少，因此提高纤维化方法的产率。
这个效果特别显著，已知在恒定的拉丝速度下，当相同带高度的喷嘴数增大时，能量消耗减小，因为熔融材料被分开得越多，需要更少的能量来拉它。但是，当用传统离心机对于相同带高度喷嘴数增加时，所生产的纤维毡质量不增大，甚至往往降低，而用根据本发明制备的装置，可以同时改善产品质量和该方法的产率。
在本文本中，参考了在离心位置观察的离心机，即具有在轴周围以基本垂直的方式排列的包括喷嘴的带，在纤维化过程中熔融材料沿着所述轴被携带。熔融材料通过该位置的离心机“顶部”被携带。离心机的底基本是水平的并且环形区域平行于该底，并且在这种排列中相互重叠。
根据本发明的优选离心机含有至少两个重叠的环状区域，下面的一个环状区域的单位表面积喷嘴数比其上面的环状区域的单位面积喷嘴数更多。在一种优选的方法中，离心机包括至少三个重叠的环状区域，这些区域每一个比位于所考虑的环状区域上方最近的环状区域中单位表面积喷嘴数更多。
根据本发明的一种优选的方法，每个区域的喷嘴分组成排，喷嘴直径(d)在每个环状区域中基本恒定并且从离心位置的离心机周边带的顶部到底部从一个环状区域到另一个环状区域减小。
在本发明中，至少两个相邻的排有不同直径的喷嘴是有利的，更具体地，这些排从周边带的顶部到底部，喷嘴直径减小(单排的所有喷嘴一般具有相同的直径)。因此，人们可以预料到，从顶部到底部，有n排给定直径的喷嘴，然后是p排更小直径的喷嘴，然后是t排仍然更小直径的喷嘴，等等，n、p和t≥1。
例如，可以有第一个环状区域ZA1，由n排组成，第二个环状区域ZA2，由p排组成，第三个环状区域，由t排组成。
通过从顶部到底部这样建立喷嘴尺寸的一种减小“梯度”，观察到纤维化质量的改善。因此已经可以减小来自最高排的单丝与来自最低排的单丝的差异；这种“梯度”允许排出喷嘴的初级单丝展开和限制轨迹交叉的拉丝过程，因此限制在从不同排喷嘴拉出的纤维之间的碰撞，因此观察到改善的质量。
这种离心过程特别适用于更不致密的矿棉的生产。
另一方面，在某些情况下，人们想要促进纤维之间的碰撞，以减小其长度。这些情况对应于生产致密矿棉，特别适合于用在屋顶中的板。在这些情况下，例如，人们可以改变从一个区域到另一个区域的喷嘴尺寸，人们因此可以预料，从顶部到底部，n排具有给定直径的喷嘴，然后是p排更大直径的喷嘴，然后是t排比位于其上的一排喷嘴直径更小的喷嘴，等等。
使这些排相互间隔1-2mm，特别是1.2-1.8mm的距离是有利的，优选的是从一排到另一排的间距为1-2mm，例如1.2-1.6。
优选地，离心机的至少一部分喷嘴的直径(d)最大为1.5-1.2mm，特别是1.1-0.5mm，例如0.9-0.7mm。
根据实现本发明的优选装置的另一种方法，在最靠近单个环状区域的相邻喷嘴中心之间的距离D在整个单一环状区域中是基本恒定的，并且该距离D从一个区域到另一个区域变化至少3％，或甚至至少5％且甚至10％或更多，从顶部到底部减小，假定离心机处于纤维化位置。
距离D优选为0.8-3mm，例如1-2mm，甚至1.4-1.8mm。
选择根据本发明的优选离心机具有小于或等于800mm，特别是至少200mm的平均直径DM是有利的。
优选的离心机优选在其最低部分没有底。根据这种实现方法，离心机与一个其中铺展熔融玻璃的篮子结合，优选通过机械组装进行结合。
根据优选的实现方法，根据本发明的优选装置包括至少一个产生高温气态拉伸射流的机构，其是环状燃烧器形式的，特别是如本发明人的专利EP 0 189 354和EP 0 519 797中所述。
环状燃烧器是切向燃烧器是有利的，其包括相对于离心机的外水平边缘赋予气态拉伸射流切向分量的机构，特别是如本申请人的专利EP 0 189 354中所述。
因此，可以相对于燃烧器的轴获得一定倾斜角度的气态拉伸射流。
也可以使用对离心机为“内部的”加热机构，即内部燃烧器型的离心机。这可以起不同的作用，特别是终止在离心机“篮子”中的熔融玻璃的热调节(术语在下面解释，使用附图)，保持离心机中的玻璃储备在合适的温度，以便连续地重新熔化容易粘附在离心机外壁上的纤维。
结合环状感应器型的“外部”加热方法与这种内部加热方法可能是有利的；这还允许更好地控制玻璃储备的温度和重新熔化粘附的纤维。实际上，已经观察到，在低拉丝速度下，依赖于内部燃烧器一般是足够简单的，而在高拉丝速度下，环状感应器证明是必需的，内部燃烧器的可能增加是有益的。
当使用上文提到的优选离心机时，通过环形燃烧器完成热气体拉丝是有利的，其操作参数可以选择如下：
-优选可以把离开燃烧器的温度调节到至少1350℃，特别是至少1400℃，例如在1400-1500℃之间，特别是在1430-1470℃之间。然后根据矿物纤维的组成类型调节温度，特别是根据其粘度行为。
-有利的是把离开燃烧器的气体速度调节到至少200m/s，恰好在燃烧器嘴出口处测定，特别是在200-295m/s之间的值。
可以依赖于感应器加热离心机的最下部区域并避免或限制在离心机高度上产生温度梯度。
与具有平均直径为3.5微米或更小的纤维的树脂粘合毡相比，在其表面和截面上具有更少应力升高缺陷的纤维被认为在压缩时更有回弹性，产生更高的厚度恢复率测量值。因此，用这些方法制成的产品对于现代隔热制品包装的高压缩储存和输送需要是理想的。
以下将使用由下列附图说明的非限制性实施例详细说明。
图1：根据本发明的离心装置的局部视图，
图2：是表示在输送机上方的许多本发明纺丝器的示意图；
图3：是图2的纺丝器装置的示意侧视图；
图4：根据本发明的优选离心机的局部视图，
图5：是产品中的平均纤维直径与每个纤维尺寸的百分数的关系图，表明使用2.1微米平均纤维直径的本发明隔热制品的优选的纤维分布；
图6：是对于典型的商品毡隔热制品和根据本发明生产的高性能毡隔热制品，R值变化与平均纤维直径的关系图；和
图7：是对于典型的商品毡隔热制品和根据本发明生产的高性能毡隔热制品，密度变化与纤维平均直径的关系图。
对于本说明书的目的，使用术语“玻璃”是包括任何玻璃矿物材料，如岩石、矿渣和玄武岩，以及传统的玻璃，例如E-玻璃、S-玻璃、C-玻璃、E-CR-玻璃、A-玻璃、A.R.玻璃(耐碱的)、L-玻璃(铅)、D-玻璃(介电的)、M-玻璃(高模量)、商品C-玻璃是最优选的。虽然玻璃材料是优选的，但是本发明对于热塑性材料具有有用的用途，除了玻璃和其它矿物纤维以外，还包括聚合材料如聚酯、聚乙烯和聚丙烯纤维。期望的是聚合物和玻璃纤维可以同时用在本发明的隔热制品中。最后，尽管这里可以使用均匀的直纤维，但是本发明还考虑使用“不规则的纤维”，如空心的、扭结的和卷曲的纤维，以及具有不规则或不同截面尺寸和/或几何形状的纤维，例如小和大的圆形、圆和三角形、不规则和圆形、方形和空心的、扭结和圆形的等等。这样的不规则形状和几何形状已知用来生产更均匀的格子结构和体积填充，这可以产生更高的压缩后恢复比，而与纤维本身中的缺陷数量无关。不规则形状纤维还减少刺激，并可以使产品灰尘更少。也可以同时或交替在全部纤维中或者在不同纤维组之间使用一种以上具有不同热膨胀系数、不同熔点、不同粘度或不同机械强度的熔融玻璃组合物来产生“不规则性”。
还应当理解，本发明的隔热制品可以包封在外部的塑料层中，如由Schelhorn等人的美国专利No.5,277,955中所公开的，其整体引入本文作为参考。本发明的隔热制品例如可以密封、包装或卷起。
图1因此代表基于由现有技术已知的和特别是在专利EP 91 866、EP 189 354和EP 519 797中所述的使用热空气拉丝的内离心系统的局部视图，其可以更详细地参考该纤维化方法的一般方面。
该系统包括连接到轴2上的纺丝器或离心机1。轴和离心机使用未示出的发动机驱动而快速转动。轴2是空心的，熔融态的玻璃从未示出的喂料机构流入轴2中，到达“篮子”3，熔融玻璃在篮子3中铺展。篮子3还被旋转携带使得熔融玻璃铺展到周边壁4上，周边壁4上贯穿有喷嘴，许多玻璃流6在周边壁7(通常称为离心机的“带”)上形成，并在该壁上形成熔融玻璃的持久储存以供给到在侧壁上贯穿的圆形喷嘴14。该壁7相对于垂直方向倾斜约5-10°。从按行排列的非常多的圆形喷嘴14出来，流动锥8延伸成预制纤维15，投射到从燃烧器9喷出的环状气流中。在该气流的作用下，这些预制纤维伸长，其末端部分产生不连续的纤维10，然后纤维10被收集在这些离心机之下。该系统还包含喷吹柱11，其在燃烧器9所产生的环状气流周围产生“气体云”。还有一个选择是使用在离心机1之下的感应电流环12和/或未示出的内部燃烧器。
在标准条件下，在通过两个平行的喷嘴排中心的线之间的间隙，称为间距，在整个带高度上是恒定的。在这些条件下，在相同排中相邻喷嘴中心之间的距离也是恒定的。
因此，在标准的离心机中，单位表面积的喷嘴数在整个带表面上是恒定的。
在标准操作条件下，这样的装置允许获得平均直径至少为2微米，特别是约3-12微米的纤维。
如下文所讨论的，纺丝器喷嘴14的数量、尺寸和密度以及细化气体参数对于高强度的平均尺寸小于约3.5微米的小纤维的纤维化是重要的，优选平均直径小于约3.0微米。这样的纤维希望的是分布在隔热制品中，使得至少约40％，优选约50-75％的纤维具有小于目标平均直径或尺寸的截面尺寸或直径。对于2.1平均直径的玻璃纤维的典型分布，根据本发明的原理制成的隔热制品描述在下表1中。
表1：纤维分布(2.1微米平均直径样品)
  直径(微米)   含量
  00.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.5％＜2微米   23.1％13.1％13.1％11.3％9.1％6.8％5.0％3.6％4.1％1.8％1.4％2.3％1.4％0.0％1.4％0.0％0.0％0.0％1.4％0.5％0.0％0.0％0.0％0.5％0.0％0.0％0.0％0.5％0.0％0.0％70％
“燃烧器”如电阻加热器、废气循环供应、煤、气体或燃油炉或燃烧器、压缩空气、蒸汽或燃烧产物的任何气态产物都可以用来提供气流。但是，在该优选的实施方案中，期望的是具有基本为传统结构的环状内燃燃烧器9布置在纺丝器壁上方。燃烧器9包括在纺丝器周边壁7上方隔开的环状喷吹喷嘴64，使得优选地引导环状喷吹气体向下到圆周壁7附近，以截断并细化从喷嘴14流出的大量玻璃预制纤维15。燃烧器9包括优选的金属铸件，其包围耐火材料衬里，限定了环状燃烧室，在进口处向其中引入空气-燃料混合物。喷吹喷嘴与燃烧室相连并由内外喷嘴嘴子54和56形成。喷嘴嘴子54和56各自包括优选的内冷通道，通过入口向其中引入冷却液体如水循环到出口。
根据本发明的重要的主要方面，外喷嘴嘴子54和56相互之间按预定间隔布置，如图1所示，以提供来自传统燃烧空气的较不激烈的纤维细化环境和传统使用的燃烧器的气体流量。可以通过略微扩展燃烧器嘴子宽度，从约7.7mm到大于8.0mm，优选约8.1～8.5mm，可以实现这一点，这减小了细化热空气的速度，即使进入燃烧器的空气流和气体流不会从传统范围发生明显变化。例如，如果传统的燃烧器使用宽度为7.7mm的燃烧器嘴子，空气流量为64,938ft3/hr(1840m3/h)和气体流量为4,038ft3/hr(114m3/h)，如下表2所示，则通过增大燃烧器嘴子宽度到8.2mm，本发明的燃烧器可以减小气流流量，甚至使用相同的空气和气体流量，(分别为67,600ft3/hr(1915m3/h)和4,000ft3/hr(113m3/h))。这可以由燃烧器内压证明，燃烧器内压通过实验已知，对于2.9微米纤维，从约21.8英寸水柱(555mm CE)降低到约18(英寸水柱)(480mm CE)，对于2.1微米纤维，降低到约21.6(英寸水柱)(550mm CE)。这是未预料到的，因为早期认为提高燃烧器压力和喷吹速度以获得更大程度的细化是生产更细的纤维的唯一适当的措施。参见美国专利No.4,759,974；第7栏第49-57行。当然，降低空气流量、气体流量，增大燃烧室的尺寸和/或降低燃烧量或速度，对于降低细化气体速度也有影响，并且应当认为是与增大燃烧器嘴子宽度实际上等效的。所有这些气流速度调节技术可以一起或分开使用。对比实施例在表2中给出并且说明了这些未预料到的结果。
表2：实施例A：纤维化条件
  现有制品   宽的   优选的   A1   A2
  玻璃拉出速度(M.Tons/Day)   22.0   18-30   22-26   19(1)   16.5(1)
  燃烧器嘴子宽度(mm)   7.7   Atleast 8   8.1-8.5   8.2   8.2
  纺丝器速度(ft.3/hr)(RPM)   1,975   Atleast 2000   2100-2300   2,250   2,250
  空气流量(ft.3/hr)   64,938   50,000-100,000   65,000-85,000   69,800   80,100(2)
  气体流量(ft.3/hr)   4,038   3,000-8,000   4.000-5,000   4,330   4,970(2)
  燃烧器内压(英寸水柱)   21.8   10-25   15-22   18.8   21.6(2)
  估计的纤维平均直径(微米)   3.9   小于3.5   小于3.0   2.9   2.1
  产品克重(3)(g/ft3)   104   40-210   50-150   89   81(7)
  28天压缩后的厚度恢复(3)(英寸)   3.92   3.5-4.0   3.6-3.7   3.92   3.69(7)
  R-13-热导率(4)(Btu.In./ft.hr.F)   0.268   0.200-0.300   0.260-0.275   0.267   0.267(7)
  分离强度(5)(g/g)：
  来自生产线方向的样品   237，192，189，263，249   256，237，302，245，293   166，128，180，156，184
  来自生产线横向的样品   161，220，233，201，213   276，206，234，256，245   142，127，173，128，133
  平均值标准偏差   21631   ＞100   125-205   25529   135
  来自R13的振动灰尘：
  切割灰尘(6)(g)   0.0021   ＜0.0020   ＜0.0010   0.0009   0.0006(7)
  场地灰尘(6)(g)   0.0250   ＜0.0250   ＜0.0200   0.0195   0.0176(7)
  飞灰(6)(g)   0.0001   ＜0.0005   ＜0.0003   0.0003   0.000(7)
(1)随着产品密度减小，该玻璃拉伸速度保持用平方英尺表示的相等的生产能力。
(2)估计的数据。
(3)克重量和厚度恢复：ASTM C 167-毯或毡隔热制品的厚度和密度的标准实验方法
(4)热导率：ASTM C 518-利用热流计装置进行稳态热通量测量和传热性质测量标准实验方法和ASTM C 653-低密度毡型矿物纤维隔热制品的热阻测定的标准指南。
(5)分离强度：ASTM CSP686-矿物耐火毡和毯型隔热制品的分离强度标准测试方法(也称为矿物隔热毡和毯的CertainTeed测试方法T-502分离强度)。
(6)切割灰尘、场地灰尘和飞灰：内部标准(使用Gullfiber灰尘振动机进行的灰尘测量，纤维用相衬光学显微镜或扫描电子显微镜计数。使用空气流量为18m3/hr的吸尘器收集刀具和场地粉尘。纤维收集在玻璃纤维WHATMAN GF/A 70mm过滤器上。一个37mm过滤器用于收集飞灰。所有的过滤器在收集前后称重。使用28cm的刀具，最大样品厚度为150mm)。
(7)这些结果在相同的生产线上用纺丝器IS-4以14MT/天的玻璃拉出速度获得。
为了保持细化过程中的纺丝器和纤维的热含量，可以在纺丝器正下面以与其同心的关系提供一个任选的高频感应电流环12，其内径略大于纺丝器，以避免干扰由环状喷吹所携带的向下的纤维流。任选的辅助喷吹可以通过环状喷吹冠(crown)64产生，其布置在喷嘴嘴子54和56外侧并连接到压缩气体源如空气、蒸汽或燃烧产物。空心轴2优选包括若干固定的同心内管。这些管的最内一对限定了一个环形冷却通道，冷却水通过该通道循环，最外的一对限定了一个环形通道，可燃混合物可以通过该通道并点燃以便在纺丝器启动之前预热篮子3。由纺丝器产生的纤维41和气态喷吹气流向下进入接收腔或接收捕集器70并以毡71的形式沉积在输送网带72上，如图2和3示意表示的。在输送机72之下的任选吸纤维箱74用传统方法抽出通过输送机的大体积气体。如图2和3所示，许多纤维化工位，每个工位有纺丝器20，通常用于生产毡71，并且在本发明的优选方式中沿着输送机72的纵轴排列。在工业装置中，引导纤维到输送机上的纺丝器20的数量通常可以为6-10个或更多的纺丝器。
对于所述设备的操作，包括其篮子3的离心机1以众所周知的方式利用通过轴2的气体的燃烧、燃烧器9的热量和感应电流环12以及类似的按需要的辅助源预热。当纺丝器以预定速度旋转并且调节燃烧器9以提供燃烧腔压力产生足以提供希望的细化和纤维细度的喷吹速度的情况下，容榕玻璃流从前炉或布置在纺丝器组件上方的其他熔融玻璃源引入到空心纺丝器轴2中。熔融玻璃流在到达篮子3时在离心力的作用下沿着篮子底部流动并以玻璃流6的形式通过篮子3的喷嘴，玻璃流被引导到纺丝器周边壁7上部。
在作用在壁7上的更强离心力作用下，玻璃通过许多小喷嘴14并在周边壁7的外面以许多料流或预制纤维15形式流出，预制纤维15优选立即经过来自内燃烧器9指向所述壁外面的喷吹气流的细化作用。预制纤维15由喷吹气流的较高温度保持在细化状态一定时间，该时间足以进行其细化。细化纤维的细度主要通过控制喷吹速度来调节，喷吹速度又是燃烧器压力的函数。本发明已经证明，相等的或更低的燃烧器压力和喷吹速度不仅产生更细的纤维，而且产生具有更少应力上升缺陷的更细的纤维。这些技术出乎意料地在优选的实施方案中实现而没有明显改变到达燃烧器9的燃烧空气和气体流量、玻璃组成或现有设备的总体性质。结果，小纤维，明显比目前在毡或毯中所用的平均更小的纤维，可以使用而没有牺牲厚度恢复性，即使密度或克重至少小了约15％。
纺丝器孔数、尺寸和分布在本发明的优选的实施方案方法中是重要的参数。虽然在本发明的实施例A1和A2中纺丝器速度(rpm)希望的是从约1,975增大到约2,250，还没有证明这样会降低纺丝器寿命，但是提供了更长的纤维。已经发现，可以通过使总孔数从约23,000增大到至少约25,000个孔，优选约25,000-40,000个孔，最优选到至少约30,000个孔，同时把孔的平均直径从约0.86mm减小到小于约.8mm，优选到约0.78mm，可以大大改善小于约3.5微米平均直径的小玻璃纤维的纤维化。另外，希望的是所有的孔具有小于1mm的最大截面尺寸。这些纺丝器参数产生许多更多更小的熔融玻璃流，用于生产更多更小的纤维。目前生产(“对比”)性能的毡纺丝器技术指标的实例描述在下表3中。
表3：附加的纺丝器技术指标
  纺丝器   总排数   总孔数   每排孔数   直径   从上部到下部的孔直径和相应的排数   平均尺寸
  1mm   0.9mm   0.8mm   0.7mm
  目前的生产(对比)   23   23,000   1,000   600mm   4   6   13   0.86mm
  实施例A1*   26   31,846   1,0471,1781,345   600mm   6   8   12   0.78mm
  实施例A2   23   23,000   1,000   600mm   5   13   5   0.80mm
*实施例A1采用在表4中更详细描述的纺丝器。
进入接收腔或接收捕集器70中的细化纤维流，如图2和3所示，伴随着大量空气的引入。尽管引入的空气往往开始时限制从纺丝器流出的纤维幕膨胀，但是纤维在接收腔内的迅速减速产生纤维幕的显著膨胀并提供纤维在产品中和在输送机宽度上的相对均匀的分布。尽管粘合剂喷洒，如酚醛树脂，通常用传统的方法在接收腔顶部施加到细化的纤维上，但是施加粘合剂的装置在图2和3中被省略。
对比实施例A1和A2在根据表2的纤维化条件、表3的纺丝器技术要求制备的隔热毡上进行。虽然对于克重和厚度恢复测量、热导率和分离强度可以利用ASTM标准，但是对于切割粉尘、场地粉尘和飞灰，没有类似的标准，所以，这些测量根据内部工厂标准使用Gullfiber粉尘振动机进行。
还应当注意到，用传统的3.9微米直径玻璃纤维制备的相同形状的R-13制品和用2.9微米平均直径(实施例A1)和2.1微米平均直径(实施例A2)纤维制备的那些制品的克重在密度值方面表现出显著的减小，即克重对于实施例A1从约104g/ft2减小到89g/ft2，对于实施例A2减小到81g/ft2。克重的这种减小代表有意义的潜在的材料成本节约。
在本发明的一个优选的实施方案中，纤维化过程使用离心机的带7上的改进的喷嘴分布。在本发明的该目的范围内进行的显著改进表示在图4中。
图4表示离心机1的带7的局部正面视图，其中，贯穿所述带的喷嘴14周阴影表示。
在该图中，图示的是两个上下重叠的环形区域ZA1和ZA2，当在纤维化位置观察该装置时，ZA2在ZA1下面。在图示的情况下，这些环形区域的每一个包括三个圆形排的喷嘴14。在环形区域ZA1中，这些排存在间距P1，喷嘴具有直径d1，距离D1分开最靠近的喷嘴14的中心，在相邻的喷嘴的最靠近边缘之间的距离为DB1，单位表面积的喷嘴数在区域ZA1中为NS1。在环形区域ZA2中，这些参数分别为P2、d2、D2、DB2和NS2。
在ZA1和ZA2之间的间距称为P1/2。
应当注意，一方面d2小于d1，并且P2和D2分别小于P1和D1。结果，NS2远远大于NS1。
这种关系无论如何不是限制性的并且离心机1的带7可以含有两个以上区域，每个所述区域包含至少一个系列的喷嘴14。
为了说明根据本发明的离心机的价值，一方面用标准离心机而另一方面用根据本发明的离心机进行了对比试验。选择具有相同的平均直径DM和相同的带表面积以及相同的带孔的带高度的两种离心机的特性在表4中给出。这些离心机的每一个包括三个环形区域，每个有若干排在排内具有恒定直径和间距的喷嘴组成。
表4：实施例B的离心机设计
  标准离心机对照  根据本发明的实施例B的离心机
  直径(mm)   600   600
  打孔带的高度(mm)   34.25   34.25
  环形区域数(ZA)   3   3
  第一环形区域ZA1→排数→直径d1→直径D1→边缘间距DB1→间距P1→每排喷嘴数NO1→喷嘴/表面积NS1→间距P1/2 41.01.70.71.4911000.391.49 60.91.80.91.5610470.361.75
  第二环形区域ZA2→排数→直径d2→直径D2→边缘间距DB2→间距P2→每排喷嘴数NO2→喷嘴/表面积NS2→间距P2/3 70.91.70.81.4911000.391.49 80.81.60.81.3911780.451.55
  第三环形区域ZA3→排数→直径d3→直径D3→边缘间距DB3→间距P3→每排喷嘴数NO3→喷嘴/表面积NS3 130.81.70.91.4911000.39 120.71.40.71.2213450.68
每排的喷嘴数记为NO，单位表面积的喷嘴数NS在这里表示为每平方毫米的喷嘴数，其中NS＝NO/(π.D.P)
应当注意，对于标准离心机，单位表面积的喷嘴数是恒定的。在根据本发明的离心机的情况下，其按着环形区域而变化，并且对于最高的环形区域ZA1，该喷嘴数小于标准离心机的喷嘴数，对于其它环形区域ZA2和ZA3，其高于标准离心机的喷嘴数。应当注意，对于根据本发明的离心机，单位表面积的喷嘴数随着区域从离心机顶部到底部增加，从一个区域到另一个区域增加约25-30％。
两种离心机用相同的合金制造，已知标记为SG30，特别由SEVA公司生产。标准离心机使用上述的电侵蚀技术打孔，而根据本发明的离心机的喷嘴使用电子轰击打孔。也可以考虑激光打孔。
用每种离心机在相同的拉制条件下制造产品。所制造的产品种类、纤维化条件和在本实施例所获得的产品上测量的力学性能报告在下表5中：
表5：实施例B的产品性质
  标准离心机对照  根据本发明的实施例A的离心机
产品种类：标称厚度(mm)密度(kg/m3)Micronalre(l/mm，5g)λ(mW/mK) 809.513.441.6 809.513.541.2
纤维化条件拉伸(t/d)燃烧器篮子燃烧器压力(mm CE)空气输出量(Nm3/h)气体输出量(Nm3/h) 23切向标准6681953120 23切向标准5621743111
产品的力学性能12天后厚度恢复率1个月后厚度恢复率制造后的拉伸强度(gf/g)15分钟后的拉伸强度高压釜(gf/g) 126116180126 131126220150
用每个离心机生产的相同种类的产品上测定的性能也在表5中进行比较。
厚度恢复率定义为在压缩试验后的厚度与标称厚度之间的比值(用％表示)。必须注意，压缩试验前的所制备产品的厚度大于标称厚度。在所述试验的情况下，对于80mm的标称厚度，所制造产品的厚度为144mm。
从表5中可以看出，用根据本发明的离心机，压缩12天后卸载的纤维毡的厚度为纤维毡原始厚度(制造厚度)的约90％，用标准离心机为原始厚度的约80％。
为了进行上述压缩试验，在制造后制造纤维毡板并加负载以获得8/1的压缩比，即在所述情况下，压缩后的厚度为约18mm。在指定的压缩时间(12天，1个月)后，把所述板卸载(每个压缩时间试验4块板)并测定压缩后的平均厚度。
基于在纤维制品的毡上用冲头切成的环形测试样品测定拉伸强度。“拉伸强度”表示为相对于测试样品质量的拉伸力极限(通过半径为12.5mm的两个圆形和平行的心轴撕裂该环的破坏力，负载速度为300mm/min)并且表示为gf/g。
在测试开始时加载的测试样品是122×76mm长短轴和具有乇(torr.)的26mm厚度的基本椭圆形的复曲面环，由产品测试torr.15个样品。该测试称为标准BIFT 5012-76和ASTM C 681-76。
在制造后的制品上测定拉伸强度，并且为了估计老化后的产品能力，在高压釜试验后测定拉伸强度。高压釜试验的时间为15分钟，在107℃的温度下，压力为0.8巴，湿度为100％。
从表5中可以观察到，对于相同种类的产品，与标准装置相比，用根据实施例A的装置获得急剧改善的力学性质，同时，生产纤维所需要的能量明显减少。
实际上，与用标准离心机的结果相比，用根据实施例A的离心机，燃烧器的压力降低约20％。同时，流体、空气和气体的输出相对较小，约减少10％。因此用根据该实施例的离心机，该方法的能量产量非常有利地增大。
力学性能的改善与厚度恢复率以及拉伸强度有关，与用标准离心机获得的制品相比，用根据本发明的离心机厚度恢复率增大约10％，拉伸强度改善约20％。
除了这些明显的结果，还注意到，当离心机根据该实施例的说明制造时，离心机喷嘴数的增加出乎意料地对离心机的使用寿命没有不利的影响。
在表5定义的纤维化条件下，根据本发明的离心机使用寿命为约370小时，而标准离心机的使用寿命为约300小时。
同样，应当注意，产品质量不随纺丝器纤维化的使用时间而显著变化，尽管可能担心单位表面积喷嘴数增加可能导致离心机的加速老化，伴随用同一纺丝器纤维化过程中产品性质的迅速降低。
应当注意，在表4中对于根据该实施例所述的结构从几何观点上看是特别有利的。实际上，虽然增加了离心机中的喷嘴数，但是本发明人能够限定一种几何结构，其中在环形区域ZA1中，相对于标准离心机来说，在环形区域ZA1中，喷嘴边缘之间的间距DB1增大，其中喷嘴具有最大的直径D1并且这里腐蚀和侵蚀最活跃。在中间的环形区域ZA2中，在两种结构中喷嘴边缘之间的间距DB2是相同的，具有最小直径D3的环形区域ZA3中，所选择的结构允许减小在喷嘴边缘之间的距离DB3，这不是有害的，因为这里的腐蚀和侵蚀不太大。
因此，非常有利地，保护了离心机的力学性质，与标准离心机相比，其使用寿命可以保持或者增大，并且明显增加了喷嘴数。
本发明的一般优点也可以通过热性能(对于固定的密度)的估算或对于随平均纤维直径的固定R值变化的密度的估算来说明。高性能毡制品(“HPB”)和商品建筑隔热制品(“目前的BI”或“对比”)的克重比较可以估算如下，对于某些更常见的R-额定的制品(热阻或按制品厚度测定的“R-等级”)(英寸)/热导率(BTU·in/ft·hr·))，例如A1和A2。对于目前生产的建筑毡隔热制品(“目前的BI”)和高性能毡隔热制品(“HPB”)制品的结果在图6和7中提供。对于固定制品密度，平均玻璃纤维直径的减小可以提供R-值的增大。图6表示对于相同密度计算的隔热性能的估计变化(R值的变化，用％表示)与玻璃纤维平均直径(微米)的关系。范围“目前的BI”代表市场上CertainTeed毡隔热制品生产的实际情况。范围“HPB”表示由本发明提供的估计热阻性能增大。与图6非常一致，图7表示对于固定的R-值的估计密度变化(用％表示)与玻璃纤维平均直径(用微米表示)的关系：对于固定的R-值，当平均玻璃纤维直径减小时，可以推断产品克重或密度。用根据本发明生产的毡制品，更小的玻璃纤维导致产品克重降低并改善隔热性能。图6和7的曲线一般遵循表6中提供的估计数据点的图形。
表6：毡克重比较
  BI产品等级   HPB克重(g/ft3)   目前的BI克重(g/ft3)   克重减小
  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％
实施例A1和A2的工艺参数生产触摸非常柔软且结构为棉花球状的毡，并具有皮肤接触时非常小的痒感。它们都产生高热阻值，与目前生产的3.9微米平均直径纤维类似，导致测试结果具有相同的R-值，并且克重或密度减小至少12％，优选约15-28％。实施例A1和A2的隔热制品还与目前生产的毡隔热制品的ASTM C167厚度恢复率相近或更好。这是重要的，因为密度小于2.5lbs./ft3的毡和卷制品通常高度压缩到远低于其标称厚度的厚度，至少为其标称厚度的约1/2，优选约1/7-1/12，例如当为了减小储存和运输成本而包装时。这些制品在打开包装后在其工作现场需要恢复其标称厚度。虽然以前相信毡和卷制品中纤维直径的减小可以改善这些制品的隔热和隔音性能，但是在实践中很少尝试，因为小平均纤维直径的隔热制品通常不能在压缩后恢复其标称厚度。如本发明的实施例A1和A2所反映的，对于这两种制品都能获得充分的厚度恢复率，即使产品克重随着平均纤维直径减小而显著减小。
由上述内容可以认识到，本发明提供了由具有更少缺陷的细玻璃纤维构成的改善的隔热制品。这些制品生产成本更低并且在压缩后恢复其全部厚度，并且还提供与更高密度、更大平均直径纤维隔热制品相同的R-等级。由于具有更多更小喷嘴的纺丝器和/或更柔和喷吹速度的组合，本发明的加工技术能够生产具有更少应力升高缺陷的小于约3.5微米平均直径的小纤维。尽管已经说明了许多实施方案，但是这仅仅是为了描述而不是为了限制本发明。例如，由本发明要求保护的方法生产的高强度纤维可以用于生产复合增强材料，输送填充隔热制品、织造和非织造织物，并且还可以用于塑性树脂组合物以改善纤维性能。各种其它改进对于本领域技术人员是显而易见的，并且在所附权利要求所述的本发明范围内。

Claims (20)

1.一种制造玻璃纤维隔热制品的方法，其特征在于：
a)提供至少一种玻璃材料；
b)熔化该玻璃材料；
c)使所述熔融玻璃材料分布在具有许多纺丝器喷嘴(14)的纺丝器(离心机)(1)中；
d)离心该熔融玻璃材料通过所述许多纺丝器喷嘴(14)形成许多玻璃流(15)；
e)用靠近纺丝器(1)外面的气流细化所述玻璃流(15)形成平均直径不大于约3.5微米的玻璃纤维(10)，所述气流基本由燃烧器(9)提供，燃烧器压力为约10-25英寸水柱(250-635mmCE)，优选小于25英寸水柱(580mm CE)，所述燃烧器有一对燃烧器嘴子部分(54，56)，它们分开至少8mm的宽度，优选为8.1-8.5mm；
f)把纤维(10)与树脂粘合剂结合在一起形成隔热制品，该隔热制品的ASTM C 686分离强度为至少约100g/g，并且在压缩后基本恢复其标称厚度。
2.权利要求1的方法，其中所述细化步骤(e)包含约50,000-100,000ft3/hr的空气流。
3.前述权利要求任一项的方法，其中所述细化步骤(e)包括约3,000-6,000ft3/hr的气体流量。
4.前述权利要求任一项的方法，其中步骤(c)和(d)的纺丝器(离心机)(1)具有贯穿喷嘴(14)的周边带，喷嘴(14)分布在许多环形区域(ZA)中，当离心机在离心位置时，这些环形区域相互上下重叠，并且包含所述周边带至少两个环形区域(ZA1，ZA2)，其单位表面积的喷嘴数(NS1，NS2)相差大于或等于5％的值。特别是大于或等于10％，并且甚至20％，并且含有单位表面积最大喷嘴数的环形区域位于另一个环形区域之下，假定离心机处于离心位置。
5.权利要求4的方法，其中含有单位表面积最大喷嘴数的纺丝器(1)的环形区域位于含有单位表面积较低平均喷嘴数的纺丝器(1)的另一个环形区域之下。
6.权利要求4或5的方法，其中纺丝器(1)的每个环形区域的喷嘴(14)按排分组，在每个环形区域中喷嘴的直径(d)基本恒定并且从离心机(7)的周边带的顶部到底部从一个环形区域到另一个环形区域减小。
7.权利要求6的方法，其中前述的排相互间距为1-2mm，特别是1.2-1.8mm，优选从一排到下一排的间距为1-2mm，例如1.2-1.6mm。
8.权利要求4-7的方法，其中纺丝器离心机(1)的至少一部分喷嘴(14)的直径最大为1.5或1.2mm，特别是1.1-0.5mm，例如0.9-0.7mm。
9.权利要求4-8的方法，其中靠近纺丝器(1)的相同环形区域(ZA)的最靠近喷嘴的中心之间的距离(D)在整个环形区域中基本恒定并且该距离(D)从一个区域到另一个区域变化至少3％，甚至至少5％，且甚至10％或更多，并从顶部到底部减小，特别是距离D为0.8-3mm，例如1-2mm，甚至为1.4-1.8mm。
10.权利要求1-9的方法，其中离心机(1)的平均直径(DM)小于或等于800mm，特别是至少200mm。
11.权利要求1-10的方法，其中步骤(e)的高温气态拉伸射流由环形燃烧器(9)产生。
12.权利要求11的方法，其中环形燃烧器(9)是一种切向燃烧器，其包括相对于离心机的外部水平边缘赋予气态拉伸射流切向分量的机构。
13.一种由玻璃材料纤维形成的隔热制品，该纤维通过使熔融态的玻璃材料通过放置在纺丝器周边上的喷嘴并通过包围纺丝器的气流细化而生产，其中所述隔热制品特征在于：
a)所述玻璃纤维的平均直径不大于约3.0微米；
b)至少50％的所述纤维小于3.0微米；和
c)所述制品具有下列特征：
i.ASTM C 686分离强度至少约100g/g；和
ii.ASTM C 167制品克重约40-210g/ft2，优选约70-100g/ft2；所述隔热制品在压缩后明显恢复其标称厚度。
14.权利要求13的隔热制品，其中所述隔热制品的热阻值约等于由平均直径约3.9微米的玻璃纤维制成的具有基本类似外部尺寸的隔热制品的热阻值，但是具有比用平均直径约3.9微米的纤维制成的所述隔热制品低至少12％的克重。
15.权利要求13的隔热制品，其中所述隔热制品具有比用平均直径约3.9微米的玻璃纤维制成的隔热制品更大的热阻值，并且具有明显类似的外部尺寸和明显类似的克重。
16.用权利要求1-12的任一项的方法和小于约23英寸水柱(585mm CE)的燃烧器内压制成的权利要求13-15的隔热制品。
17.一种由玻璃材料的纤维形成的隔热毡或卷，所述纤维通过使熔融态的所述玻璃材料通过布置在纺丝器周边上的喷嘴并利用包围纺丝器的气流细化来生产。所述隔热毡特征在于由平均直径不大于约3微米的玻璃纤维组成，所述隔热毡具有约等于或优于用平均直径约3.9微米的玻璃纤维制成的外部尺寸明显类似的隔热产品的ASTM C167厚度恢复率和R-值热阻等级。
18.权利要求17的隔热毡或卷，其具有约50-150g/ft3的ASTM C167制品克重。
19.权利要求17或18的隔热毡或卷，其具有柔软的棉花状感觉。
20.用权利要求1-12的任一项的方法制备的隔热毡或卷。
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