JP2000511150A

JP2000511150A - 鉱物繊維の製造方法と装置

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Publication number: JP2000511150A
Application number: JP09514636A
Authority: JP
Inventors: タム，ディルク; ゴロビンスカヤ，バレンチナ; クラブチェンコ，イリーナ; ゾージレフ，ダーリク; メドウェドジュー，アレクサンダー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2000-08-29
Also published as: EA000600B1; US6125660A; EA199800360A1; DE59604442D1; UA40669C2; WO1997013729A1; CN1198727A; EP0869922B1; CA2229421C; DE19538599A1; CA2229421A1; AU1365097A; CN1096430C; IN188290B; DE19538599B4; EP0869922A1

Abstract

(57)【要約】鉱物繊維、特に連続繊維を、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物から製造するための方法と装置が開示されている。問題点は安定な溶融物からこれらの最初の物質が、改良された繊維品質と加工特性の繊維、特に連続繊維に加工処理できる方法を設計することである。最初の物質を溶融装置で溶融し、供給ダクトに移送し、貯蔵ユニットに供給し、次いで糸として引きだすためのノズルユニットに供給する。溶融物は溶融物排出領域から貯蔵ユニットに供給するが、溶融物は請求の範囲に記載した温度、加工処理範囲、粘度、粘度／表面張力の商および粘性流活性化エネルギーのパラメーターをもつ。溶融装置中の溶融物の高さに対する供給ダクト中の溶融物の高さの比は制限範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】鉱物繊維の製造方法と装置本発明は鉱物繊維、特に、岩石、ガラス含有産業廃棄物および工業ガラス廃棄物からの連続鉱物繊維の製造方法、およびその方法を実施するための装置に関するものである。ガラス質の状態で凝固したシリケート繊維は、通常鉱物繊維と呼ばれている。これらには、ガラス繊維およびシリケート原料の繊維を合む。短繊維（ステーブルファイバー、不連続繊維、ロックウール）と連続繊維との間は最も広い意味で区別される。鉱物繊維は種々の技術分野で広く利用され、使用／応用の新しい分野が現在常に開発されている。最適の性質をもつ鉱物繊維を製造するための多様な可能性のある方法はまだ明らかに全く開拓されていない。理由の一つは、繊維の性質に対応するさまざまな特定の要請を合めて、用途の可能性が多様であるためである。全く異なる応用のための鉱物／ガラス繊維の製造品が広く開発されている。その場合に、ガラスの組成と繊維のパラメーターはその時の応用事例に適合させる。工業的に生産し、加工し、供給できる新規の鉱物繊維の開発には、多くの最適課題を解決しなければならない極めて多くのパラメーターの間題がある。最初の成分の数と形熊、均質性、温度管理、粘度と温度の関係、結晶傾向、加工範囲、表面張力、技術的な制限、繊維の性質等の考慮されるべき幾つかの重要なファクターのみを選択的に記述する。これらの課題は技術的に解決できるが、支持できないほどの経済的支出を要する場合が多い。最も広く普及し使用されている鉱物繊維は疑いなくガラス繊維である。これは特に連続繊維に適用される。既知のガラス繊維の生産には、生態学的に有害な原料が使用される、即ちそれらの単離／生産およびガラス原料としての使用は環境汚染をもたらす。さらに、一定のガラス原料の入手が制限されており、その価格は絶えず上がっている。原料混合物を溶融してガラスを作ることは高エネルギーの消費と関連し、溶融によって発生した排気を精製するため膨大な処置を必要とする。他方、若干の部分的に広く行きわたった岩石の種類、および産業廃棄物、例えばスラグ、灰およびダストを、それらの化学組成物のため、ガラス製造に使用できる。工業ガラス、例えばテレビ受像管、コンピューターモニター、蛍光灯その他の電子機器に使用するガラスは一般に埋め立て地に特定の廃棄物として現在まで蓄積されている；ある場合には、これは製造および加工の際に生じる廃棄物にもあてはまる。他方、これらのガラスはガラスフィラメントまたはそれから製造されるガラス繊維の物理化学的性質に有利に作用する成分を合む。種々のタイプのミネラルウール製造用の岩石の使用が知られている。最も、対応する溶融物は結晶する傾向が大きく、粘度−温度の依存性があり、非常に狭い温度差でのみ形づくり（繊維形成）をすることができる。強い溶融傾向の結果として溶融物内の熱伝導性が低く、ガラス繊維の製造に使用される溶融物と比較して、変化する放熟挙動を生じ、そしてそのことから、溶融物内の熱流と塊流の他の条件を生じる。岩石溶融物はまたＰｔおよびＰｔＲｈのブシュ材料の湿潤挙動に関してガラス溶融物とは区別される。ブシュ装置のブシュ領域の合流を妨げるように、さらに高い粘度を使用しなければならない（即ちさらに低い温度）。これは溶融物の結晶化の危険を増大させ、生産性が低下する。通常、連続繊維を製造するには、望ましい方法で溶融物の性質を変えて特定の加工および成形技術に適合させるため、岩石原料は他の成分を添加して溶融させる。玄武岩石から連続鉱物繊維を製造する方法が開示されており、それは添加剤として４％までのＴｉＯ₂を使用する。繊維の性質および達成された繊維引出方法の安定性が処理能力と可能性ある用途を制限している（チェコスロバキア特許第 248881号）。さらに、実験室規模の連続岩石繊維の若干の製造方法が開示された。例えば米国特許第4,199,336号による方法は玄武岩セラミック繊維の製造を記載しており、溶融物は主に玄武岩を含有する材料から製造され、モノフィラメント繊維をノズルによって溶融物から引きだしている。この繊維は追加の熱処理によって結晶になる。冶金スラグ、灰およびダストのような産業残滓を鉱物繊維の製造に使用することもまた知られている。この場合には、溶融および繊維形成工程において、岩石による上述の問題が生じる。さらに、これらの原料は、バッチ内そしてまたバッチ間の両方で、化学組成物が大きく変化することを特徴とする。これは繊維形成に適した均質溶融物の形成をさらに困難にする。ステープルファイバー／ミネラルウールは、これらの物質から優勢に生成される。このため、これらの物質はガラス混合物の原料成分として使用され、或いは種々の添加剤も添加される。工業ガラス、例えばテレビ受像管、コンピュータモニタ、蛍光灯のような廃物は、ガラスを合まない成分および／またはガラス溶融物に不溶の成分を分離した後に、同様に連続繊維またはステープルファイバーに使用することができる。確かに、このような廃物の化学成分は均一ではなく不安定である。これらの廃物は生態学的に厄介な化学元素、例えばＰｂ、Ｓｒ、Ｂａ等を合み、そのために特定の廃物として処分されている。複雑な化学的および物理学的方法によって、これらの汚染物質を無害な或いは結合した状態に変えることができる。このような方法による処理の残物は、しかし高純度の製品を処理するには適さない。それに対して、本発明の基調をなす目的は安定な溶融物から繊維、特に連続繊維を与えるために上記グループの出発物質を処理することができる方法を得ること、これにより鉱物繊維の品質および織物加工性を改善すること、そしてこの方法を実施するための装置を提供することである。本発明によれば、この目的はガラスを合まない製品および主としてガラスを含有する製品を分離した後にａ）８０mmよりも小さい粒径を有する主にガラスを含有する製品を溶融浴中に溶融させ、この溶融浴は、溶融浴から前炉への溶融物が溶融物の表面領域で溶融浴と前炉の間に流れることができるように前炉に連結されており；ｂ）溶融物は前炉から供給装置に供給され；ｃ）溶融物は供給装置から、その下に配置したブシュ装置に供給され、そこから同時に凝固した状態のフィラメントとして取り出され；ｄ）溶融物は溶融物を取り出した領域からｂ）による供給装置に供給され、溶融物は次のパラメーターを有する：ｄ１）溶融物の温度は１０５０ないし１４８０℃の範囲にあり、ｄ２）溶融物の処理範囲は４０ないし１００Ｋであり、ｄ３）１４５０℃での溶融物の粘度は３０ないし１６０ｄＰａ・ｓであり、ｄ４）１３００℃での溶融物の粘度は２００ないし１５００ｄＰａ・ｓであり、ｄ５）粘度（Ｐａ・ｓ）と表面張力（Ｎ／ｍ）の商は１０と１００の間であり、ｄ６）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２９０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく；そしてｅ）溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比は（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）であることによって達成される。溶融浴中の溶融物表面の面積〈Ｆ_W）と前炉中の溶融物表面の面積（Ｆ_S）の商（Ｆ_W）：（Ｆ_S）が０．５ないし１．５である場合にはさらに有利である。溶融浴の幅（Ｂ_W）に対する前炉の幅（Ｂ₂）の比が（Ｂ_S）：（Ｂ_W）＝（０．８ないし１）：（５ないし１２）である場合にはさらに有利である。上記比（ｈ_S）：（ｈ_W）に対する有利な値は（０．８ないし１）：（２．５ないし５）である。上記比（Ｆ_W）：（Ｆ_S）に対する有利な値は０．６ないし１．３である。ここで使用する「岩石」の語は塩基性および超塩基性岩石を意味し、例えば玄武岩、輝緑岩、安山岩、アンフィボライト、輝石、ひん岩等、マグマ（火成岩または墳出岩）の凝固および結晶化によって形成されるものは、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物を合み高含量（１５％まで）の酸化鉄に特徴がある複雑な珪酸塩系である。「ガラス含有産業廃棄物」はガラス相を主成分とし、またはガラス溶融物を形成し、またはガラス溶融物に溶解している固体の産業廃棄物である。工業ガラスは近代技術の多くの製品、例えば電気工学、電子工学および化学工業において使用される。このような製品の製造でまたこれら製品（ランプ、チューブ等）の寿命の終わりで生じる廃棄物は重要な成分としてガラスを合む（しかしまた金属、プラスチックその他の物質も合む）。本発明の趣旨では、このタイプの廃棄物は「工業ガラス廃棄物」を意味する。さらに、これらにはガラス製造で生じる、常に直接ガラス製造に使用されるとは限らないガラスを合む。幅広く研究した結果、流動学的挙動（例えば粘性、粘度の温度依存性、活性化エネルギー）および物理化学的性質（例えば表面張力、湿潤挙動）の複合が上記パラメーターによって特徴づけられる溶融物は、鉱物繊維、特に連続繊維を与える本発明によってうまく処理されることを見出した。特に有利には、これらのパラメーターは次に示す範囲にある；ａ）溶融物の処理範囲は６０ないし８０Ｋであり、ｂ）１４５０℃での粘度は４０−１５０ｄＰａ・ｓであり、ｃ）１３００℃での粘度は２００−１０００ｄＰａ・ｓであり、ｄ）粘度と表面張力の商は１０ないし１００（ｓ／ｍ）であり、ｅ）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２７０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくない。この場合に溶融物の温度は１０５０から１４８０℃までの範囲にあり、それより低い処理温度と溶融物の液相線温度との間の差は５０Ｋ以上である。処理範囲は溶融物による繊維形成が可能な粘度−温度の依存関係での温度間隔を意味する。溶融物のパラメーターがこれらの値から外れていると、安定な繊維形成および繊維引出し処理が達成されない。特に岩石および工業廃棄物からの溶融物の強烈な色調に基づいて、とりわけ高含量の酸化鉄によって、溶融浴中のおよびフィーダー中の溶融物の高さより上の温度分布はガラス繊維の製造で知られているものとはかなり相違する。溶融物の上層の溶融物の冷却速度は繊維の製造に使用される「透明」ガラス溶融物の場合よりも数時間遅い。「黒い」溶融物（０．９までの黒化度）マス移動および熱交換条件はガラス処理で知られている条件とはかなり相違する。従って、溶融物の高熱放射のため、凝固溶融物の「外皮」が形成され熱いバーナーガスとさらに低いところにある溶融物層との間の熱交換を一層難しくする。その結果、その高さよりも上の高い温度勾配は表面付近のゾーンに特有のものである。弱められた形では、ガラス廃棄物の場合にも溶融物の均質性に関連して条件が変えられる。驚くべきことには、繊維形成プロセスのため溶融物を取り出すと、安定な繊維引出しプロセスを限られた取り出し領域、眼られた溶融パラメーターおよび限られた構造上の配置の組み合わせによって達成することができることを見出した。取り出し領域は前炉に位置する溶融物内に配置する。取り出し領域内の溶融物の流動挙動および物理化学的性質の複合は基本的には上記溶融物のパラメーターによりここに記述される。本発明によれば、溶融物はフローフィーダーにより繊維形成プロセスのために取り出される。このフローフィーダーはチューブまたはチューブ群からなり、チューブ（あるいは複数のチューブ）は溶融物が取り出し領域からチューブ（あるいは複数のチューブ）に入るように前炉の底を通って位置する。チューブの上部から、溶融物は基本的に等温により成形するためＰｔ−Ｒｈブシュ（ここでは一般にブシュ装置を意味する）に流れる。ブシュ装置では、溶融物は成形され繊維を与え糸巻き取り装置によって引きだされる。繊維は通常２と３５μｍの間の直径をもつ。生地工程では、直径が５−２５μｍの繊維が特に適当である。プロセスの開発において、繊維は糊で被覆される。このために、繊維は糊付け装置によって実施される。鉱物繊維の製造のためのプロセスにおいて、前炉の底から測定したフィーダー装置の沈降の深さが、沈降の深さ（ｈ_ET）とフィーダー装置の上端の溶融物の高さ（ｈ₀）との商がｈ_ET／ｈ₀＝０．２５ないし４であるように選択されるように、成形するためのフィーダー装置によって溶融物が取り出される事によって、破損率は減少し、鉱物繊維の品質に従って生地加工処理性が改善される。沈降の深さがさらに大きい（商＞４）と、粘度が低くなりすぎた過熱溶融物がチューブに入る。これにより繊維の厚さが変わり最後には破損率が増加する。不十分な深さの沈降で取りだされた溶融物は温度が低く、繊維を形成するには高すぎる粘度を有する。さらに、溶融物中に結晶が成長し、繊維引出しプロセスが中断されてしまう。本発明によるプロセスの配置によって、フローフィーダーの（単数または複数のチューブの）湾曲した表面で開口部を通ってチューブの内部に溶融物がさらに入ることができ、なおさらに均質な溶融物を繊維引出し領域に供給することができ、さらに出発物質の充填で避けられない溶融浴での温度および温度分布の変量の影響が減少し、ノズルメニスカスでの結晶化を事実上完全に排除する。その場合に、高品質の連続フィラメントを製造することができ、繊維ｋ９当たり０．９のフィラメント破損の破損率が達成される。成形単位の生産力は１５０ｋｇ／日である。プロセスの有利な具体化では、個々にあるいはグループとして動かせて上記商に従って操作ずるさまざまなフローフィーダーを使用することができる。さらに溶融物は、その上部開口を通ることに加え、（フローフィーダーの）湾曲したチューブ表面中の側面開口を通って、フローフィーダーに入ることができる。本プロセスの利点は、一段階プロセスにおいて、鉱物繊維を添加剤を添加しないで岩石（例えば玄武岩）から製造することができることである。使用した岩石はデポジット内に比較的一定の組成を有するので、直接溶融することができる。これは岩石が凝固溶融物であるから、多成分混合物からの溶融と比較してエネルギー消貴が少ない。溶融物を均質化して精製するシリケート形成の段階は、バッチからの溶融物融解に必要であり、高エネルギー消費を必要とするが、本発明に従って使用される出発物質の場合には、重要ではなく、あるいはある程度だけ重要である。ガラス溶融物の製造のための多成分バッチを使用すると、成分の均質な混合およびバッチの安定性（分解）に関して問題が生じる。この欠点は単一成分バッチを使用して避けられる。出発物質に使用される粒径は溶融浴への均一な配量と供給の可能性、および原料の供給が原因となる溶融浴の温度変動の制限に基づき選択される。微粒子物質を使用すると、混合した空気を出し、溶融物を均質にするために要する量（エネルギーと時間）が増加する。本発明では、均質な溶融物は上記出発物質から製造され、溶融物が形成できそして特に安定なフローが脈動や変動のない状態にあるように、溶融浴および前炉の幾何学的寸法を選択し互いにマッチさせることによって成形／繊維形成のために供給され、その際に上記取り出し領域で溶融物は取り出され、フィーダー装置（フローフィーダーまたはフィーダープレート）は溶融物を本質的に等温でブシュ装置（ブシュまたはノズルプレート）に移送する。さらに幾何学はここで溶融物の状熊に影響をもたらし、ブシュ装置での引出し工程の複雑なプロセスから生じる要求を望ましい方法で適合させる。化学組成物の特色と特定の性質、特に「黒色」溶融物の小さい熱透過性との関連で、ガラス繊維の製造に使用する溶融装置は、特に幾何学的寸法と比率に関して不適当である。ガラス繊維の製造では、一段階と二段階プロセスと区別される。一段階プロセスでは、溶融物は多成分バッチから製造され、ブシュ装置によって繊維を与えるように成形される。これら装置の溶融浴は溶融ゾーン、精製ゾーンおよび調節ゾーンに細分される。調節ゾーンはまた前炉に移勤することができる。このような溶融浴は本発明に従った溶融には大きすぎる。使用した出発物質からの溶融物の均質化のための条件が多成分混合物と比べて好都合であるからである。シリケートとガラスの形成と精製の段階は省略するかまたはさらに迅速に低エネルギー消費で処理される。さらに広げられた二段階プロセスでは、ガラスは球形に成形される第一段階で製造される。第二段階では、球は溶融ユニットで溶融され、ガラス繊維はブシュ装置を経由して引き出される。対応する溶融物を充分に均質化することができないので、このユニットは本発明による出発物質を溶融するには適さない。前炉に均質な溶融物を入れるために、前炉での溶融物表面積に対する溶融浴での均質な溶融物表面の比率は０．５−１．５でなければならない。このような装置の使用は、最適な燃料消費と溶融物中の最適な温度条件によって、前炉およびフィーダー装置への均質な溶融物の安定な移送と、従って破損率を減らした安定な繊維形成プロセスを保証する。０．５よりも小さい比率では、結晶封入物は溶融浴から前炉に達することができ、繊維形成プロセスをかなり妨害し、或いはさらに中断させる事ができる。１．５を超える比率に増加すると、その場合溶融浴中の溶融物表面の面積が前炉中の面積と比べて大きく増加するので、さらに高い燃料消費を必要とする。装置の生産力は主として成形領域の大きさによって決定される。それに関連して、周じ生産力では、出発物質をさらに溶融浴に供給すると特定のエネルギー消費が増加する。溶融浴と前炉の幅の比率は成形用溶融物の均一な供給によって重要な役割を演じる。その場合、幅は、溶融浴と前炉からなる溶融装置中の溶融物の主流の方向に垂直な溶融浴または前炉の大きさを意味する。（０．８ないし１）：（５ないし１２）の溶融浴（Ｂ_W）の幅に対する前炉の幅（Ｂ_S）の比率では、前炉への溶融物の均一な供給が保証され、溶融物の脈動が避けられる。それとともに、溶融物の取り出しがフィーダー装置によって安定化される。狭すぎる（Ｂ_W＜５）溶融浴では、前炉への溶融物流入の脈動が起こり、取り出し領域からの溶融物の均等な供給が保証されない。広すぎる溶融浴は洗速を減らし、流れに関する「デッドゾーン」を形成することができる。それとともに溶融物の結晶化の危険が大きく、必要な温度体系の遵守はさらに高いエネルギー消費を要する。溶融浴中と前炉中の溶融物の高さの比率は取り出し領域の設計／構成に、特にフィーダー装置を通って溶融物を取り出す技術的実現可能性に関して、非常に重要である。（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）に相当する溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比率が有利であり、特に（０．８ないし１）：（２．５ないし５）が有利であることが証明された。溶融物の高さに関して温度分布の既述の特性のために前炉中の溶融物の高さは制限される。連続鉱物繊維の製造には、４０と８０mmの間の溶融物の高さが岩石には有効であることが認められた。ガラス質の廃棄物には、連続繊維は４０と７０mmの間の溶融物高さで引き出すことができる。工業ガラス廃棄物の場合には、６０−１００mmの溶融物の高さが連続繊維に用いられた。岩石から繊維を製造する特色は高い酸化鉄含量にあり、ＦｅＯに対するＦｅ₂ Ｏ₃の比率が、例えば（１．９３−１０．８）：（１．１７−１１．８）の範囲にあり、２成分の含量は１５重量％までであることができる。両者の酸化鉄は溶融状熊で複雑な方法で作用する：Ｆｅ²⁺およびＦｅ³⁺は溶融物の着色の明暗度、その粘度および結晶化挙動に影響を与える。Ｆｅ²⁺ はＦｅ³⁺の１５倍以上強く溶融物を着色し、Ｆｅ³⁺は例えば溶融物粘度を減らし、Ｆｅ²⁺は溶融物をさらに粘性にする。同時に、Ｆｅ³⁺は結晶化プロセスに影響を与える（結晶核形成と結晶成長速度を増加させる）ことが知られている。従って、溶融浴中、および処理中のレドックス状態を制御することにより、比率Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺は、Ｆｅ²⁺をＦｅ³⁺に変えることによって、溶融物の着色（暗さ）の明暗度を減らし、それとともに溶融物の下層への熱移動を改善する。さらに、これによって、前炉での溶融物の粘性挙勤が影響を受ける。温度体系を安定にして高い繊維品質を確保するため、また酸化状熊で溶融物を処理することが有利であることが証明された。しかしまた中性または還元条件下に行うこともできる。比率Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺がこれら繊維の性質（例えば耐熱性および誘電性）に影響をもたらすことが知られている。従って繊維の性質を変える追加の可能性は燃料／酸素の比率によってレドックス条件を制御することになる。本発明はまた本方法を実施するための装置に関する。この主題をさらに図面に基づき詳細に説明する。図中、図１は本発明による装置の概略図を示し、図２は本発明のフローフィーダーおよび取り出し領域の概略図を示し、図３は本発明のフロープレートの概略園を示す。図１によれば、原料は溶融浴１中で溶融され、過熱溶融物はその表面領域で前炉に入る。前炉２では溶融物は、フローフィーダー５またはフロープレート１７からなるフィーダー装置に入る。フィーダー装置から溶融物は、引続き糸巻き取り装置をもつブシュ装置に入る。溶融浴１中の溶融物の高さは、特定の比率に従って選択される。このプロセスの要求は、溶融浴の底が、溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比率を（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）の範囲に設定することができる範囲まで移動でき／変えられる装置によってうまく満たされる。その場合溶融浴の底３は溶融浴での規則的な保守作業の間に耐火性物質をさらに組み込んで高くすることができる。溶融浴の底３はまた機械的に取りはずし可能に構成することができる。溶融物の高さの比率を変える他の可能性は、溶融浴１中の流動性の溶融物から非流動性の溶融物（「デッドゾーン」に相当する）までの移行位置を変えて、垂直方向に底３を転置することである。溶融浴１中の溶融物の高さが高い場合には、均質な溶融物を製造するための特定のエネルギーの要求が増加する。溶融浴１と前炉２との間の領域では、非常に低い流速をもついわゆる「デッドゾーン」がこの場合に形成される。平らすぎる溶融浴の場合には、均質化の不十分な溶融物が前炉に入ることができる。従って繊維形成に適しない溶融物がフィーダー装置を通って取り出され、繊維引出しプロセスが中断する。装置の有利な実行では、溶融物表面４の高さにて前炉の底６および／またはスキマーブロック１６から出るバッフル１５を、溶融浴１から前炉２までの移行領域に配置する。スキマーブロック１６はこの場合に溶融浴１からの過熱および／または不均一な溶融物の侵入を妨げる。また溶融浴１および前炉２の表面に近い溶融物層の分離は、熱伝達剤と溶融物との間の熱交換を一層困難にする「外皮」（固化した溶融物）の発達を妨げる。バッフル１５は高粘度の（冷却し過ぎた）溶融物が前炉２に入ることを妨げ、取り出し領域８から取り出すための均質な溶融物の供給を容易にする。図３によるプロセスのさらなる実行では、溶融物はフロープレート１７によって前炉２から取り出され、フロー通過口１９が、溶融物の取り出し領域８から溶融物を取り出すフローリング１８によって周囲を囲まれている。溶融物はフロープレート１７が配置されている前炉２の底を獲う。フロープレート１７の下に計量した溶融物が走行する電熱ノズルプレート２０を配置する。範囲１０−５０個のノズルプレート２０中の口の全面積（ΣＦ_D）に対するフロー通過口１９の断メニスカスのための最適条件が作られる。ブシュ装置での一定の均一に分布した温度領域は繊維の性質を改善し、破壊率を実質的に減らした。メニスカスの容量は次の技術的パラメーター：すなわちノズルの直径、ノズルプレートの温度および溶融物の充墳度によって影響を受ける。上限を超えると、供給溶融物が過剰になり、停滞流の高さが増し、メニスカスの形成が妨げられる。従って繊維形成プロセスの安定性が妨げられる。断面積の比率が特定の下限よりも低くなると、形成部への溶融物の連続供給が妨げられ、各フィラメントの破壊まで繊維の直径を変動させ、繊維形成ユニットの生産性を減少させる。ノズルは１．０ないし５．５mm²の断面積でなければならない。これより低い断面積ではメニスカスの形成がさらに困難になる。これよりも大きいとメニスカスはジェットに変わり、一次繊維の直径が増加し、破壊率が増加する。溶融物の供給は慣習としてこの場合、各ノズルでの比消費が０．２−１９／分であるように制御される。繊維は取り出し装置２２を用いて引き出される。有利な実行では、一次繊維は引出し装置２２から吹き込みチャンパ２３に入り、熱気流によって既知の吹き込み方法によって細められ、超微細な繊維２５（７ μｍ以下の直径）を与える。この吹き込み段階の工程で得られる安定なパラメーターをもつ一次繊維によって、繊維の性質の変動率が低い超微細繊維および超薄繊維および極薄繊維（例えば直径が０．５−２μｍ）を精製することができる。特に厚い（４００μｍまでの）繊維を生成するには、フィラメントを引出し装置の下流から取り出す。これらのフィラメントを合わせて粗紡糸を形成し、または種々の複合材料として使用することができる。フロープレート１７をフローフィーダー５の代わりに使用するとき、フロープレートは任意に３０°までの角度で傾けることができる。図２に示されるフローフィーダー５は、前炉２の底開口部を通る溶融物中に突出しているチューブ７からなる。またフローフィーダーは、図１に示されるように、複数のチューブからなり、これらのチューブは互いに連結され、適当な場合には、前炉２とチューブの下に個別にまたはグループとして垂直方向に可動する。各々のチューブはフローフィーダーと呼ぶことができ、またチューブのグループも同様である。グループの場合には、チューブの頂縁より上の溶融物層の高さ（Ｈ₀）と沈降の深さ（ｈ_ET）の商が０．２５ないし４にある範囲まで動かすことができる。既に説明したように、前炉の底から出発するバフル１５と溶融物表面４を通過するスキマーブロック１６が、溶融浴１と前炉２との間の溶融物領域に配置されることが有利である。原料の新しいグループを鉱物繊維製造に使用するとき、安価で環境に無害の原料（岩石）を使用し、あるいは環境に有害の物質を経済的に使用できる製晶に変えられる。これらの原料は本質的にガラスを含有するので、同時に原料の融解／溶融のためのエネルギー消費を減らす。同時に、本発明のガラス溶融物の化学的組成による物理的および／または化学的性質は新しい鉱物繊維のために活用するこどができる。これらの繊維は既知のガラス繊維と比較して物理的および化学的性質、例えば誘電性、耐熱性、化学的耐性、機械的強度が改良された。さらに、これらの鉱物繊維のあるものは全く新しい複合した性質（性質の組み合わせ）をもち、鉱物繊維の使用のための新しい応用を可能にし、あるいは高価な特別の繊維と置き換えることができる、例えばセメント／コンクリートの強化、放射線保護、９００／１０００℃までの温度範囲での熱遮断、触媒担体等である。これは、既知のガラス組成物を特定の応用の特定のプロフィールの要求に合わせるために必要な過度の開発事業を減らす可能性を与え、適当な経済的な関心のある出発物質を選択して、所望の複合した性質をもつ繊維をコスト的に効果的に開発し製造することができる。本発明によれば、糸、ロービング、撚り糸、コードおよび不連続繊維の製造に適当である鉱物繊維を製造でき、これは（再び）織物および不織布および種々の構造の不織材料の製造に使用でき、あるいはプラスチック複合物および広範囲の技術、例えば絶縁、電気技術、自動車製造および建築での複合物の製造に、個々に、また互いにまた他の物質（例えば金属、紙、ガラス繊維、天然繊維）と組み合わせて使用することができる。従って本発明はまた織物、不織布物品および複合物の製造のために岩石から引きだされる連続繊維の使用、および特に所望の幾何学的寸法の切り刻んだステープルファィバーとしての岩石連続繊維の使用に関連する。さらに詳細に本発明を実施例に基づき説明する。実施例１次の組成物をもつ安山岩−玄武岩：５５．７重量％のＳｉＯ₂,１９．５重量％のＡｌ₂Ｏ₃，７．９１重量％のＣａＯ，７．８重量％の（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ），３．９重量％のＭｇＯ，１．９重量％のＮａ₂Ｏ，１．５７重量％のＫ₂Ｏ，０．７２重量％のＴｉＯ₂，０．１３重量％のＰ₂Ｏ₅，０．１１重量％のＭｎＯ，を機械的に４０−６０mmの粒径に破砕し、直接過熱した炉の溶融浴１に供給した。この玄武岩を１１６５−１３７５℃の温度で溶融した。溶融物の均質性を改善するために、溶融浴中の温度を１４５０℃まで上げることができる。溶融浴１を前炉２に連結した。溶融物をフローフィーダー５に通して繊維形成のために取り出した。前炉の上端より上の溶融物の高さに対するフローフィーダーチューブの沈降の深さの比率は１．４であった。溶融物をフローフィーダー５のチューブ７を介して２００個のノズルをもつブシュ１０に供給した。溶融物を温度範囲１３９０−１４５０℃でブシュ中で処理した。処理した玄武岩溶融物は次のパラメーターによって特徴付けられた：溶融物６０Ｋの処理範囲：液体温度とさらに低い処理温度との間の差：１６０Ｋ；１３００℃での粘度＝１０００ｄＰａ・ｓ；１４５０℃での粘度＝１５０ｄＰａ・ｓ；商η〔Ｐａ・ｓ〕／ν〔Ｎ／ｍ〕＝５０；粘性流の活性化エネルギー（Ｅ_η）＝２４０ＫＪ／ｍｏｌ。Ｐｔ−Ｒｈ−ブシュ１０に位置する溶融物から連続フィラメント１１を引きだすため、ノズルから出る一次繊維を糸巻装置１４に巻き取った。引き出した玄武岩繊維の直径は７−１５μｍであった。製造条件下に、さらに織物として処理できる繊維kg当たり０．８の破損個所の破損率を達成した。繊維を織物に加工しプラスチック強化のために使用した。使用した装置は次のパラメーターによって特徴付けられた：溶融物表面積の比率（Ｆ_W）：（Ｆ_S）＝０．６４。溶融浴の幅に対する前炉の幅の比率（Ｂ_S）：（Ｂ_W）は１：５であった。溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比率は１：４であった。実施例２本発明に従ってチョークを添加した発電所の灰から連続鉱物繊維を製造した。フライアッシュは約４３．６重量％のＳｉＯ₂１６．２重量％のＡｌ₂Ｏ₃，１．６重量％のＦｅ₂Ｏ₃，５．２５重量％のＦｅＯ，０．７重量％のＬｉＯ₂，２６．７重量％のＣａＯ，３．１１重量％のＭｇＯ，０．６７重量％のＫ₂Ｏおよび２．１７重量％の他の成分からなる。パイロットプラントでは、直径が１５μｍの連続繊維を約６５％のフライアッシュから生成し、これはチョークを添加した上記組成に相当した。実施例３実験室規模で、直径が７−８mmの連続繊維を本発明に従って１１００−１３００℃の処理温度にて次の成分の工業ガラス廃棄物（蛍光灯）から引きだした：７２．０重量％のＳｉＯ₂，１８．０重量％の（Ｎａ₂２Ｏ＋Ｋ₂Ｏ），８．０重量％の（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＢａＯ），２．０重量％のＡｌ₂Ｏ₃，＜０．０１重量％のＦｅＯおよび痕跡量のＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ₃，Ａｓ２Ｏ₃，Ｃｄ，Ｔｌその他の成分。使用した参照数字および用語のリスト１溶融浴２前炉３溶融浴の底４溶融物表面５フローフィーダー６前炉の底７チューブ８取り出し領域９流出口１０ブシュ１１繊維（フィラメント）１２糸１３糊付け１４糸巻とり装置１５バッフル１６スキマーブロック１７フロープレート１８フローリング１９フロー通過口２０ノズルプレート２１一次繊維２２引出し装置２３送風バーナー２４極細短繊維２５超微細な繊維２６粗紡糸ｈ_S − 前炉中の溶融物の高さｈ_W − 溶融物浴中の溶融物の高さｈ_ET− チューブの沈隆の深さｈ₀ − 前炉中のチューブの上端より上の溶融物層の高さ

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成９年１０月９日（１９９７．１０．９）【補正内容】鉱物繊維の製造方法と装置本発明は鉱物繊維、特に、岩石、ガラス含有産業廃棄物および工業ガラス廃棄物からの連続鉱物繊維の製造方法、およびその方法を実施するための装置に関するものである。ＷＯ９２／２１６２８は取り出し領域が０．８−０．２の溶融物の高さの範囲内に保たれる連続鉱物繊維の製造方法を開示している。ガラス質の状態で凝固したシリケート繊維は、通常鉱物繊維と呼ばれている。これらには、ガラス繊維およびシリケート原料の繊維を含む。短繊維（ステープルファイバー、不連続繊維、ロックウール）と連続繊維との間は最も広い意味で区別される。鉱物繊維は種々の技術分野で広く利用され、使用／応用の新しい分野が現在常に開発されている。最適の性質をもつ鉱物繊維を製造するための多様な可能性のある方法はまだ明らかに全く開拓されていない。理由の一つは、繊維の性質に対応するさまざまな特定の要請を含めて、用途の可能性が多様であるためである。全く異なる応用のための鉱物／ガラス繊維の製造品が広く開発されている。その場合に、ガラスの組成と繊維のパラメーターはその時の応用事例に適合させる。工業的に生産し、加工し、供給できる新規の鉱物繊維の開発には、多くの最適課題を解決しなければならない極めて多くのパラメーターの問題がある。最初の成分の数と形態、均質性、温度管理、粘度と濃度の関係、結晶傾向、加工範囲、表面アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物を合み高含量（１５％まで）の酸化鉄に特徴がある複雑な珪酸塩系である。「ガラス含有産業廃棄物」はガラス相を主成分とし、またはガラス溶融物を形成し、またはガラス溶融物に溶解している固体の産業廃棄物である。工業ガラスは近代技術の多くの製品、例えば電気工学、電子工学および化学工業において使用される。このような製品の製造でまたこれら製品（ランプ、チューブ等）の寿命の終わりで生じる廃棄物は重要な成分としてガラスを合む（しかしまた金属、プラスチックその他の物質も合む）。本発明の趣旨では、このタイプの廃棄物は「工業ガラス廃棄物」を意味する。さらに、これらにはガラス製造で生じる、常に直接ガラス製造に使用されるとは限らないガラスを含む。幅広く研究した結果、流動学的挙動（側えば粘性、粘度の濃度依存性、活性化エネルギー）および物理化学的性質（例えば表面張力、湿潤挙動）の複合が上記パラメーターによって特徴づけられる溶融物は、鉱物繊維、特に連続繊維を与える本発明によってうまく処理されることを見出した。特に有利には、これらのパラメーターは次に示す範囲にある：ａ）溶融物の処理範囲は６０ないし８０Ｋであり、ｂ）１４５０℃での粘度は４０−１５０ｄＰａ・ｓであり、ｃ）１３００℃での粘度は２００−１０００ｄＰａ・ｓであり、ｄ）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２７０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく、粘度と表面張力の商が本発明に従って１０ないし１００（Ｓ／ｍ）である。この場合に溶融物の温度は１０５０から１４８０℃までの範囲にあり、さらに、結晶は溶融物中で成長することができ、これらは繊維引出しプロセスにおいて妨げとなる。本発明によるプロセスの好ましい配置によって、フローフィーダーの（単数または複数のチューブの）湾曲した表面で開口部を通ってチューブの内部に溶融物がさらに入ることができ、なおさらに均質な溶融物を繊維引出し領域に供給することができ、さらに出発物質の充填で避けられない溶融浴での温度および温度分布の変量の影響が減少し、ノズルメニスカスでの結晶化を事実上完全に排除する。その場合に、高品質の連続フィテメントを製造することができ、繊維ｋｇ当たり０．９のフィラメント破損の破損率が達成される。成形単位の生産力は１５０ｋｇ／日である。プロセスの有利な具体化では、個々にあるいはグループとして動かせて上記商に従って操作するさまざまなフローフィーダーを使用することができる。さらに溶融物は、その上部開口を通ることに加え、（フローフィーダーの）湾曲したチューブ表面中の側面開口を通って、フローフィーダーに入ることができる。本プロセスの利点は、一段階プロセスにおいて、鉱物繊維を添加剤を添加しないで岩石（例えば玄武岩）から製造することができることである。使用した岩石はデポジット内に比較的一定の組成を有するので、直接溶融することができる。これは岩石が凝固溶融物であるから、多成分混合物からの溶融と比較してエネルギー消費が少ない。溶融物を均質化して精製するシリケート形成の段階は、バッチからの溶融物融解に必要であり、高エネルギー消費を必要とするが、本発明に従って使用される出発物質の場合には、重要ではなく、あるいはある程度だけ重要である。ガラス溶融物の製造のための多成分バッチを使用すると、成分の均質な混合およびバッチの安定性（分解）に関して問題が生じる。この欠点は単一成分バッチを使用して避けられる。出発物質に使用される粒径は溶融浴への均一な配量と供給の可能性、および原料の供給が原因となる溶融浴の温度変動の制限に基づき選択される。微粒子物質を使用すると、混合した空気を出し、溶融物を均質にするために要する量（エネルギーと時間）が増加する。好ましくは、均質な溶融物は上記出発物質から製造され、溶融物が形成できそして特に安定なフローが脈動や変動のない状態にあるように、溶融浴および前炉の幾何学的寸法を選択し互いにマッチさせることによって成形／繊維形成のために供給され、その際に上記取り出し領域で溶融物は取り出され、フィーダー装置（フローフィーダーまたはフィーダープレート）は溶融物を本質的に等温でブシュ装置（ブシュまたはノズルプレート）に移送する。さらに幾何学はここで溶融物の状態に影響をもたらし、ブシュ装置での引出し工程の複雑なプロセスから生じる要求を望ましい方法で適合させる。化学組成物の特色と特定の性質、特に「黒色」溶融物の小さい熱透過性との関連で、ガラス繊維の製造に使用する溶融装置は、特に幾何学的寸法と比率に関して不適当である。ガラス繊維の製造では、一段階と二段階プロセスと区別される。一段階プロセスでは、溶融物は多成分バッチから製造され、ブシュ装置によって繊維を与えるように成形される。これら装置の溶融浴は溶融ゾーン、精製ゾーンおよび調節ゾーンに細分される。エネルギー消費が増加する。溶融浴と前炉の幅の比率は成形用溶融物の均一な供給によって重要な役割を演ずる。その場合、幅は、溶融浴と前炉からなる溶融装置中の溶融物の主流の方向に垂直な溶融浴または前炉の大きさを意味する。（０．８ないし１）：（５ないし１２）の溶融浴（Ｂ_W）の幅に対する前炉の幅（Ｂ_S）の比率では、前炉への溶融物の均一な供給が保証され、溶融物の脈動が避けられる。それとともに、溶融物の取り出しがフィーダー装置によって安定化される。狭すぎる（Ｂ_W＜５）溶融浴では、前炉への溶融物流入の脈動が起こり、取り出し領域からの溶融物の均等な供給が保証されない。広すぎる溶融浴は流速を減らし、流れに関する「デッドゾーン」を形成することができる。それとともに溶融物の結晶化の危険が大きく、必要な温度体系の遵守はさらに高いエネルギー消費を要する。溶融浴中と前炉中の溶融物の高さの比率は取り出し領域の設計／構成に、特にフィーダー装置を通って溶融物を取り出す技術的実現可能性に関して、非常に重要である。（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）に相当する溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比率が、特に（０．８ないし１）：（２．５ないし５）が、本発明に従って適合することが証明された。溶融物の高さに関して温度分布の既述の特性のために前炉中の溶融物の高さは制限される。連続鉱物繊維の製造には、４０と８０mmの間の溶融物の高さが岩石には有効であることが認められた。請求の範囲１．ガラスを含まない製品および主としてガラスを含有する製品を機械的に分離した後、８０mmよりも小さい粒径を有する主としてガラスを含有する製品を溶融浴（１）中に１０５０ないし１４８０℃にて溶融させ、この溶融浴（１）は、溶融浴（１）から前炉（２）への溶融物の流れが溶融物の表面領域で溶融浴（１）と前炉（２）の間にあることができるように前炉（２）に連結されており、溶融物は前炉（２）から供給装置に供給され、そして溶融物は供給装置から、その下に配置したブシュ装置に供給され、そこから同時に凝固したフィラメントとして取り出される方法において、溶融物は溶融物の取り出し領域（８）から供給装置に供給され、その際の溶融物は次の条件を有し：ａ）溶融物の処理範囲は４０ないし１００Ｋであり、ｂ）１４５０℃での溶融物の粘度は３０ないし１６０ｄＰａ・ｓであり、ｃ）１３００℃での溶融物の粘度は２００ないし１５００ｄＰａ・ｓであり、ｄ）粘度（Ｐａ・ｓ）と表面張力（Ｎ／ｍ）の商は１０と１００の間であり、ｅ）溶融物の粘性琉の活性化エネルギーは２９０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく；そしてｆ）溶融洛中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比は(ｈ_S)：(ｈ_W)＝(０．８ないし１．１)：（２ないし６）であり；そしてｇ）前炉（２）中の溶融物表面（４）の面積に対する溶融浴（１）中の溶融物表面（４）の面積の比率が０．５ないし１．５であることを特徴とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物から鉱物繊維を製造する方法。２．溶融物浴（１）中の溶融物表面（４）の面積（Ｆ_W）と前炉中の溶融物表面（４）の面積（Ｆ_S）の商が(Ｆ_W)：(Ｆ_S)＝０．５ないし１．５であることを特徴とする、請求項１記載の方法。３．溶融浴の幅（Ｂ_W）に対する前炉（２）の幅（Ｂ_S）の比率が(Ｂ_S)：(Ｂ_W) ＝(０．８ないし１)：(５ないし１２)であることを特徴とする、請求項１記載の方法。４．比率(ｈ_S)：(ｈ_W)＝(０．８ないし１)：(２．５ないし５)であることを特徴とする、請求項１記載の方法。５．比率(Ｆ_W)：(Ｆ_S)＝０．６ないし１．３であることを特徹とする、請求項２記載の方法。６．溶融物の取り出し領域（８）の条件が次の通りに維持されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。 − 溶融物の処理範囲が６０ないし８０Ｋであり、 − １３００℃での溶融物の粘度は２００−１０００ｄＰａ・ｓであり、 − １４５０℃での溶融物の粘度は４０−１５０ｄＰａ・ｓであり、 − 溶融物の粘性流の活性化エネルギーが２７０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくない。７．岩石の主としてガラスを含有する製品がさらなる添加剤なしで使用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。８．溶融物が溶融浴（１）から前炉（２）のスタートに配置されたバッフル（１５）を介して前炉（２）に移送されることを特徴とする、請求項１記載の方法。９．溶融物が前炉（２）から、供給装置としてのフローフィーダー（５）またはフロープレート（１７）まで供給されることを特徴とする、請求項１記載の方法。１０．溶融物は前炉（２）の底に配置されたオープンチューブ（７）またはオープンチューブ（７）のグループからなるフローフィーダー（５）に供給され、その際に各チューブ（７）の上方端は開いており取り出し領域（８）まで前炉（２）の溶融物に挿入しており、そしてその際に各チューブ（７）の下方端は開いており少な〈ともチューブ（７）の上に位置する溶融物はチューブ（７）に入りその下に配置されたブシュ装置に走行することを特段とする、請求項９記載の方法。１１．溶融物はフローフィーダー（５）の１個またはそれ以上のチューブ（７）に導入され、その頂縁が溶融物の取り出し領域（８）にあることを特徴とする、請求項１０記載の方法。１２．溶融物が、チューブ（７）の湾曲した表面の開口部を経て、そして頂部に開いているチューブ（７）端を経てフローフィーダー（５）のチューブ（７）に入り、全開口部は溶融物の取り出し領域（８）にあることを特徴とする、請求項１０記載の方法。１３．岩石溶融物の温度および／または粘度が、溶融ユニットのレドックスの状態を制御することによって比率Ｆｅ²⁺対Ｆｅ³⁺に依存していることを特徴とする、請求項１記載の方法。１４．２ないし４００μｍ、好ましくは５ないし１５０μｍ、特に５ないし２５μｍの範囲のフィラメント直径を有する連続繊維を形成するように繊維を引きだすことを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。１５．連続繊維が玄武岩繊維であることを特徴とする、請求項１４記載の方法。１６．ガラスを含まない製品および主としてガラスを含有する製品を機械的に分離した後、８０mmよりも小さい粒径を有する主としてガラスを含有する製品を１０５０ないし１４８０℃にて溶融浴（１）中に溶融させ、この溶融浴（１）は、溶融浴（１）から前炉（２）への溶融物の流れが溶融物の表面領域で溶融浴と前炉の間にあることができるように前炉（２）に連結されており、その際に溶融物は前炉（２）から供給装置に供給され、溶融物は供給装置から、その下に配置したブシュ装置に供給され、そこから同時に凝固したフィラメントとして取り出される方法において、溶融物は溶融物の取り出し領域（８）から供給装置に供給され、その際に溶融物は次の条件を有し：ａ）溶融物の処理範囲は４０ないし１００Ｋであり、ｂ）１４５０℃での溶融物の粘度は３０ないし１６０ｄＰａ・ｓであり、ｃ）１３００℃での溶融物の粘度は２００ないし１５００ｄＰａ・ｓであり、ｄ）粘度（Ｐａ・ｓ）と表面張力（Ｎ／ｍ）の商は１０と１００の間であり、ｅ）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２９０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく；そしてｆ）溶融洛中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比は(ｈ_S)：(ｈ_W)＝(０．８ないし１．１)：(２ないし６)であり；ｇ）前炉（２）中の溶融物表面（４）の面積に対する溶融浴（１）中の溶融物表面（４）の面積の比率が０．５ないし１．５であり；ｈ）溶融物の下方処理温度と液相線温度との間の差が５０Ｋ以上であり；そしてフィラメントは、ブシュ装置の下に、引出し方向に水平におよび／または傾斜して通じている熱気流によって引き出され、０．５ないし７μｍの直径を有する短繊維を形成することを特徴とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物からの鉱物繊維の製造方法。１７．加熱できる溶融浴(１)、溶融浴（１）に連結され、溶融浴（１）中の溶融物表面（４）が前炉（２）中の溶融物表面と本質的に同じ水準にある前炉(２) 、前炉（２）中の溶融物中に配置され前炉（２）の底（６）を経て本質的に垂直に方向付けした流出口（９）を有する供給装置、および下流に配置した糸巻き取り装置（１４）を有する供給装置の流出口の端部にあるブシュ装置からなる装置において、溶融浴（１）は溶融洛中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉（２）中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比が(ｈ_S)：(ｈ_W)＝(０．８ないし１．１)：(２ないし６)に調整されるように設計され、そしてフローフィーダー（５）は、チューブ（７）または１またはそれ以上のフロープレート（１７）によって形成され、チューブ（７）の場合は、これらは前炉（２）の底開口部を経て、チューブの上方端より上の溶融物の高さ（ｈ₀）に対する沈降の深さ（ｈ_ET）の商が０．２５ないし４である範囲まで少なくとも可動することを特性とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物からの連続鉱物繊維を製造するための装置。１８．溶融浴（１）が垂直方向に変化できる底（３）を有するように設計されていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。１９．前炉の下のフローフィーダーのチューブが互いに連結されていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ (72)発明者クラブチェンコ，イリーナドイツ国、ディー−07747 イェーナ、エルンスト−スネレルストラッセ 10 (72)発明者ゾージレフ，ダーリクドイツ国、ディー−10315 ベルリン、アルトフリードリッヒスフェルト 38 (72)発明者メドウェドジュー，アレクサンダーウクライナ国、252025 キーエフ、ウル. リプスコーゴ 12／５−９

Claims

【特許請求の範囲】１．ガラスを含まない製品および主としてガラスを含有する製品を機械的に分離した後、８０mmよりも小さい粒径を有する主としてガラスを含有する製品を溶融浴中に溶融させ、この溶融浴は、溶融浴から前炉への溶融物の流れが溶融物の表面領域で溶融浴と前炉の間にあることができるように前炉に連結されており、溶融物は前炉から供給装置に供給され、その際に溶融物は供給装置から、その下に配置したブシュ装置に供給され、そこから同時に凝固したフィラメントとして取り出される方法において、溶融物は溶融物の取り出し領域から供給装置に供給され、溶融物は次の条件を有し：ａ）溶融物の温度は１０５０ないし１４８０℃の範囲にあり、ｂ）溶融物の処理範囲は４０ないし１００Ｋであり、ｃ）１４５０℃での溶融物の粘度は３０ないし１６０ｄＰａ・ｓであり、ｄ）１３００℃での溶融物の粘度は２００ないし１５００ｄＰａ・ｓであり、ｅ）粘度（Ｐａ・ｓ）と表面張力（Ｎ／ｍ）の商は１０と１００の間であり、ｆ）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２９０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく；そしてｇ）溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比は（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）であり；そしてブシュ装置に供給した溶融物は同時に凝固した連続フィラメントとして取り出されることを特徴とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物からの鉱物繊維の製造方法。２．溶融物浴中の溶融物表面の面積（Ｆ_W）と前炉中の溶融物表面の面積（Ｆ_S ）の商が（Ｆ_W）：（Ｆ_S）＝０．５ないし１．５であることを特徴とする、請求項１記載の方法。３．溶融浴の幅（Ｂ_W）に対する前炉の幅（Ｂ_S）の比率が（Ｂ_S）：（Ｂ_W）＝（０．８ないし１）：（５ないし１２）であることを特徴とする、請求項１記載の方法。４．比率（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１）：（２．５ないし５）であることを特徴とする、請求項１記載の方法。５．比率（Ｆ_W）：（Ｆ_S）＝０．６ないし１．３であることを特徴とする、請求項２記載の方法。６．溶融物の取り出し領域の条件が次の通りに維持されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。 −溶融物の処理範囲が６０ないし８０Ｋであり、 −１３００℃での溶融物の粘度は２００−１０００ｄＰａ・ｓであり、 −１４５０℃での溶融物の粘度は４０−１５０ｄＰａ・Ｓであり、 −溶融物の粘性流の活性化エネルギーが２７０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくない。７．岩石の主としてガラスを含有する製品がさらなる添加剤なしで使用されることを特徴とする、請求項１記載の方法。８．溶融物が溶融浴から、前炉のスタ−トに配置されたバッフルを介して前炉に移送されることを特徴とする、請求項１記載の方法。９．溶融物が前炉から、供給装置としてのフローフィーダーまたはフロープレートまで供給されることを特徴とする、請求項１記載の方法。１０．溶融物は前炉の底に配置されたオープンチューブまたはオーブンチューブのグループからなるフローフィーダーに供給され、その際に各チューブの上方端は開いており取り出し領域まで前炉の溶融物に挿入しており、そしてその際に各チューブの下方端は開いており少なくともチューブの上に位置する溶融物はチューブに入りその下に配置されたブシュ装置に走行することを特徴とする、請求項９記載の方法。１１．溶融物はフローフィーダーの１個またはそれ以上のチューブに導入され、その頂縁が溶融物の取り出し領域にあることを特徴とする、請求項１０記載の方法。１２．溶融物が、チューブの湾曲した表面の開口部を経て、そして頂部に開いているチューブ端を経てフローフィーダーのチェーブに入り、全開口部は溶融物の取り出し領域にあることを特徴とする、請求項１０記載の方法。１３．岩石溶融物の温度および／または粘度が、溶融ユニットのレドックスの状態を制御することによって比率Ｆｅ²対Ｆｅ³ ⁺ に依存していることを特徴とする、請求項１記載の方法。１４．２ないし４００μｍ、好ましくは５ないし１５０μｍ、特に５ないし２５μｍの範囲のフィラメント直径を有する連続繊維を形成するように繊維を引きだすことを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。１５．連続繊維が玄武岩繊維であることを特徴とする、請求項１４記載の方法。１６．ガラスを含まない製品および主としてガラスを含有する製品を機械的に分離した後、８０mmよりも小さい粒径を有する主としてガラスを含有する製品を溶融浴中に溶融させ、この溶融浴は、溶融浴から前炉への溶融物の流れが溶融物の表面領域で溶融浴ど前炉の間にあることができるように前炉に連結されており、溶融物は前炉から供給装置に供給され、溶融物は供給装置から、その下に配置したブシュ装置に供給され、そこから同時に凝固したフィラメントとして取り出される方法において、溶融物は溶融物の取り出し領域から供給装置に供給され、溶融物は次の条件を有し：ａ）溶融物の温度は１０５０ないし１４８０℃の範囲にあり、ｂ）溶融物の処理範囲は４０ないし１００Ｋであり、ｃ）１４５０℃での溶融物の粘度は３０ないし１６０ｄＰａ・ｓであり、ｄ）１３００℃での溶融物の粘度は２００ないし１５００ｄＰａ・ｓであり、ｅ）粘度（Ｐａ・ｓ）と表面張力（Ｎ／ｍ）の商は１０と１００の間であり、ｆ）溶融物の粘性流の活性化エネルギーは２９０ＫＪ／ｍｏｌよりも大きくなく；そしてｇ）溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比は（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）であり；そしてｈ）フィラメントは、ブシュ装置の下に、引出し方向に水平におよび／または傾斜して通じている熱気流によって引き出され、０．５ないし７μｍの直径を有する短繊維を形成することを特徴とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物からの鉱物繊維の製造方法。１７．加熱できる溶融浴（１）、溶融浴（１）に連結され、溶融浴（１）中の溶融物表面（４）が前炉（２）中の溶融物表面と本質的に同じ水準にある前炉（２）、前炉（２）中の溶融物中に配置され前炉（２）の底（６）を経て本質的に垂直に方向付けした流出口（９）を有する供給装置、および下流に配置した糸巻き取り装置（１４）を有する供給装置の流出口の端部にあるブシュ装置からなる装置において、溶融浴（１）は溶融浴中の溶融物の高さ（ｈ_W）に対する前炉（２）中の溶融物の高さ（ｈ_S）の比が（ｈ_S）：（ｈ_W）＝（０．８ないし１．１）：（２ないし６）に調整されるように設計され、そしてフローフィーダー（５）は、チューブ（７）または１またはそれ以上のフロープレート（１７）によって形成され、これらは前炉（２）の底開口部を経て、チューブの上方端より上の溶融物の高さ（ｈ₀）に対する沈降の深さ（ｈ_ET）の商が０．２５ないし４である範囲まで少なくとも可動することを特徴とする、岩石、ガラス含有産業廃棄物または工業ガラス廃棄物からの連続鉱物繊維を製造するための装置。１８．溶融浴（１）が垂直方向に変化できる底（３）を有するように設計されていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。１９．前炉の下のフローフィーダーのチューブが互いに連結されていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。２０．フロープレート（１７）がその中央領域でフロー通過口（１９）を有する前炉（６）の底に配置したプレートであり、前記フロー通過口は本質的に完全にその周りにあるフローリング（１８）によって囲まれていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。２１．ノズルプレートのノズルの開口部／断面の全面積（ΣＦ０−５０であることを特徴とする、請求項２０記載の装置。２２．溶融浴（１）と前炉（２）との間の溶融物の領域において、前炉の底（６）から出ているバッフル（１５）および溶融物の表面（４）から出ているスキマーブロック（１６）が配置されていることを特徴とする、請求項１７記載の装置。２３．織物、不織布製品および複合物の製造のための請求項１ないし１５項のいずれか１項に記載の方法により引きだされた連続繊維の使用。２４．限定された幾何学的寸法を有する短繊維の製造のための護求項２３記載による使用。