JP2009143773A

JP2009143773A - 繊維状物の集積方法及び集積装置

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Publication number: JP2009143773A
Application number: JP2007323733A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yokoo; 祐次横尾
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: JP5021444B2

Abstract

【課題】圧縮エアを使用しないで、ガラス短繊維のような繊維状物を均一に分散させて集綿用コンベア上に分布させる。
【解決手段】繊維化装置のスピナーで繊維化された繊維状物を該スピナーの下方に配置された集綿用コンベア上に集積させる方法であって、前記スピナーの直下部に、上段部と下段部の２段の構成を有し、該下段部が回転軸に対して所定の角度傾斜しておりかつ下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有している中空円筒状バケツを回転可能に設置し、該中空円筒状バケツ内に降下させた前記繊維状物を回転する中空円筒状バケツで分散させて集綿用コンベア上に集積させることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、繊維状物を集綿して例えば断熱材や吸音材のような用途向きの繊維製品を製造する際の、繊維状物の集積方法及び集積装置に関する。特に、ガラス短繊維（グラスウール）を均一で一定の厚さに分布調整する集積方法及び集積装置に関する。

無機繊維製品、特にガラス繊維で作られた製品は、代表的には連続繊維（ガラス長繊維）または不連続繊維（ガラス短繊維）のどちらかで作られる。このうち、不連続繊維は一般的に断熱材として使用される。この場合、繊維化された不連続繊維をある一定の形状とするため、不連続繊維に結合剤として樹脂を塗布しマット状、板状またはロール状の製品とし、さらに使用目的により部分的または全体にフェーシング等を被せる。これらの製品は住宅用及び一般建築用などの断熱材として使用される。また、不連続繊維の別の用途として吸音材が挙げられる。細繊維化された不連続繊維は、繊維空間により効率よく吸音し、各種建築物や道路等の壁面に使用することにより騒音の抑制に優れた効果を発揮している。

不連続繊維からこのような断熱材や吸音材を製造するには、繊維化された不連続繊維を均一に分布させることが重要である。従来、ガラス短繊維を均一に分布させる方法として、繊維化装置のスピナーで繊維化されたガラス短繊維に圧縮エアを吹き付けることによりガラス短繊維を集綿用コンベア上に散布させて集綿する方法が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

この方法は、図８に示すように集積コンベア７の幅方向にガラス短繊維（以下、繊維と略称することもある）を均一に分布させるために圧縮エアを用いるものである。すなわち、繊維化装置のスピナー１で繊維化された繊維は、バケツ２内を降下し結合剤塗布装置３から樹脂が吹き付けられた後、集綿ゾーン１１（以下、フードとする）内を繊維の軌跡５として降下する。この方法は、結合剤塗布装置３を通過した直後の繊維の両側にエア吹出し装置４を集積コンベア７の幅方向に相対向して配置し、圧縮エアを繊維に交互に吹き付けることにより、繊維を集積コンベア７の幅方向に振り分けながら分散させて集綿する。

この方法による問題は、繊維の分散に大量の圧縮エアを使用するために、繊維をある一定の厚さに集綿するフード１１内において繊維の舞い上がりを引き起こすことである。さらに、繊維には上記したように結合剤として樹脂が塗布されており、この結合剤が粘着性や接着性を持っているため、繊維の舞い上がりが酷い状況ではフード内に繊維の塊が生じ、これらが製品中に落下して製品欠陥を生じさせることである。繊維の塊を生じさせないようにするためには、定期的にフード内を清掃したり、舞い上がりそのものを抑制するために繊維集綿装置をより大型化する必要が生じる。しかしながら、繊維集綿装置を大型にするということは、その分排ガス量が増加することを意味し、排ガスを清浄化するために莫大なエネルギが必要になる。また、舞い上がりを抑制するために集積コンベアの吸引量を増加させることが考えられるが、これも使用する電力量が増加し同様に膨大なエネルギが必要となる。ここで繊維の舞い上がりとは、コンベア上に集綿される際に、コンベア上に集積せずにフード内の空間に飛散する繊維の集合体があることを示す現象である。

従来、これらのようにフード内に繊維の塊が発生してしまった場合の対応策として、繊維の塊を取り除いて落下を防止する方法が特許文献３に開示されている。この方法は、フード側壁体の上部に付着した繊維の塊を、落下する前に回転するベルトを使用して連続的に取り除き、結合剤むらや繊維密度むらが少ないグラスウールマットを製造するものである。しかし、このような方法は繊維の塊の根本的な解決方法といえず、単に発生してしまった繊維の塊を事後的に取り除くことで解消しているに過ぎなく、舞い上がりを抑制し繊維の魂そのものを発生させないように未然に防止するものではない。

さらに、特許文献４には繊維化装置の下方にバケツを集綿用コンベアと同方向の回転軸で両側を支持して設け、繊維化されたガラス短繊維をこのバケツ内に降下させながら、該バケツを集綿用コンベアの搬送方向と直交するように揺動させることにより、ガラス繊維を集綿用コンベア上に振り分け集綿させる方法が開示されている。しかし、この方法は、バケツを揺動させるだけであるため繊維の分散性が劣り、集綿用コンベアの全幅にガラス繊維を均一に分布させることが得られなくなるおそれがあり、また繊維集積装置自体が大型化するため、機械的な故障頻度が多くなるなどの問題も発生し必ずしも満足できるものでなかった。

特公昭５９−７６５２号公報特表昭５７−５００５５８号公報特開平８−１３３０７号公報Ｗ０２００４／０４１７３６号公報

本発明は、繊維化された繊維状物を圧縮エアを用いないで、また繊維の塊を発生させることなく、繊維集積コンベア上に均一に分布させる方法及びその集積装置の提供を目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために、繊維化された繊維状物の集積方法について検討した結果、スピナーの下方に回転する中空円筒状バケツを、回転軸に対し下部を所定の角度傾斜させて設置し、中空円筒状バケツ内に落下させた前記繊維状物をバケツの遠心力と抵抗の作用を用いることにより、圧縮エアを使用しなくても繊維状物をこれまで以上に均一に分散させて集綿用コンベア上に集積できることを見出し、本発明に至ったものである。

本発明は、繊維化装置のスピナーで繊維化された繊維状物を該スピナーの下方に配置された集綿用コンベア上に集積させる方法であって、前記スピナーの直下部に、上段部と下段部の２段の構成を有し、該下段部が回転軸に対して所定の角度傾斜しておりかつ下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有している中空円筒状バケツを回転可能に設置し、該中空円筒状バケツ内に降下させた前記繊維状物を回転する中空円筒状バケツで分散させて集綿用コンベア上に集積させることを特徴とする繊維状物の集積方法（以下、本発明の集積方法とする）を提供する。
本発明の集積方法において、上記繊維状物はガラス短繊維であることが好ましい。

また、本発明の集積方法では、繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部外側に負圧空間が生じないようにできる補助カバーまたは羽根であることが好ましく、また繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部の少なくとも下端近傍に設けられていることが好ましい。
本発明の集積方法は、さらに中空円筒状バケツとスピナーとの間にリング状物が配置されていることが好ましい。
本発明の集積方法において、中空円筒状バケツの回転数は１０〜１２０回／分であることが好ましい。

さらに、本発明は、繊維化装置のスピナーで繊維化された繊維状物を該スピナーの下方に配置された集綿用コンベア上に集積させる装置であって、前記スピナーの直下部に中空円筒状バケツが回転可能に設置されており、該中空円筒状バケツは上段部と下段部から構成され下段部が回転軸に対して所定の角度傾斜しているとともに下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有しており、該中空円筒状バケツ内に降下させた前記繊維状物を回転する中空円筒状バケツで分散させて集綿用コンベア上に集積させるように構成されていることを特徴とする繊維状物の集積装置（以下、本発明の集積装置とする）を提供する。

本発明の集積装置において、繊維付着防止手段は、下段部の回転内側の外周部外側に負圧空間が生じないようにできる補助カバーまたは羽根であることが好ましく、また繊維付着防止手段は、下段部の回転内側の外周部の少なくとも下端近傍に設けられることが好ましい。

また、本発明の集積装置において、繊維付着防止手段は、下段部の回転内側の外周部に沿って設けられた横断面が半円弧状の補助カバーによって形成され、下段部の補助カバーを設けた部分の外周部の横断面が略楕円状であることが好ましい。

また、本発明の集積装置において、中空円筒状バケツの上段部の内周部は上端に向かって拡大しており、下段部の内周部は先細形状になっていることが好ましく、また中空円筒状バケツの下段部の上端の直径は、スピナーの直径の１００％以上であることが好ましい。
また、本発明の集積装置において、中空円筒状バケツの下段部は回転軸に対し角度５°〜４５°の範囲で傾斜していることが好ましい。

本発明によれば、上記したように繊維化された繊維状物を回転する中空円筒状バケツにより得られる遠心力と抵抗の作用を用いて均一に分布させて集綿用コンベア上に集積でき、また従来のように繊維状物の分布調整に圧縮エアを使用しないので、繊維状物の集積装置における排気ガス量の削減が可能となる。これにより排気ガス処理設備や清浄処理の負担を軽減できる。

また、繊維状物が回転する中空円筒状バケツにより分布調整されるので、集綿の均一性が改善されると共に、圧縮エアによる繊維の舞い上がりによってフードに付着する繊維の塊の発生が未然に防止されるため、集積される繊維状物に上記繊維の塊を含まなく、かつ結合剤むらや繊維密度むらが少ない高品質の製品を得ることができる。

さらに、中空円筒状バケツの下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有しているので、該下段部の回転内側の外周部外側に負圧空間が形成されるのを防ぎ、舞い上がった繊維が下段部の回転内側の外周部に付着するのを防止できる。これにより、本発明の集積装置を長時間連続して安定運転することが可能となり、生産性の向上を図ることができる。

本発明において、分布させる繊維状物は、主に断熱材や吸音材として有用な無機質繊維であり、具体的には、ガラス短繊維（グラスウール）、鉱物質繊維（ロックウール、スラグウール）などの耐熱性と耐候性に優れる無機質繊維が挙げられる。中でも低コストで製造できかつ断熱性能の優れるガラス短繊維は最も好ましく使用できる。このガラス短繊維を素材として、マット状、板状またはロール状などの種々のグラスウール製品を周知の製造加工方法を用いて得ることができる。

上記繊維状物は、繊維化装置のスピナーで繊維化される。本発明はこのように繊維化された繊維状物を集綿用コンベア上に集積させる方法と装置に関し、繊維状物を分布させるのに圧縮エアを使用しないで、回転する中空円筒状バケツで発生する遠心力と抵抗の作用で繊維状物を均一に分散させることを特徴とする。

次に、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。以下に示す図面は本発明の好ましい実施の態様であるガラス短繊維の集積装置を例示したものであり、本発明はこれに限定されない。図１はガラス短繊維の繊維化から集積までの装置全体を概略的に示す断面説明図である。図１に示すように繊維化装置のスピナー１で繊維化されたガラス短繊維は、該スピナー１の直下部に配置された中空円筒状バケツ１０内に降下され、該中空円筒状バケツ１０の回転による遠心力で抵抗を受けながら分散され、フード１１内を繊維流れ（ベール）として降下しスピナー１の下方に設置されている集綿用コンベア７上に集積されてマット状繊維６に形成される。この時、繊維流れの軌跡は符号５のようになる。中空円筒状バケツ１０で分散されたガラス短繊維には、中空円筒状バケツ１０の下方に設けられた結合剤塗布装置３から結合剤として、例えばフェノール−ホルムアルデヒド系樹脂を含む水溶液が噴射されて塗布される。集綿用コンベア７はスピナー１の下方にフード１１の下端に近接して配置されており、紙面に直角な方向に一定速度で駆動している。この集綿用コンベア７は通気構造を有すると共に、その下部には排ガス収集ボックス９が設けられていて、フード１１内の燃焼排気ガスや空気などの気体をマット状繊維６を通して吸引し、排ガス８として取り出す構造になっている。取り出された排ガス８は清浄化処理されるが、従来のように圧縮エアでガラス短繊維を分散していないので、清浄する排ガス量は少なくて済む。

上記において、中空円筒状バケツ１０でガラス短繊維を分散させる点以外は、一般に実施されているグラスウールもしくはグラスウールマットの製造技術と実質的に同一である。したがって、中空円筒状バケツ１０を除いて従来の技術及び装置を適宜使用できる。例えば、スピナー１は集綿用コンベア７の進行方向に沿って、１乃至複数個を設置することができる。すなわち、マット状繊維６の厚さを厚くしたい場合、多層のガラス短繊維を積層することにより品質の均一化を図りたい場合、あるいは繊維径や物性の異なるガラス短繊維を積層したい場合などには、これらの目的に合わせて例えば２〜１０個のスピナーを集綿用コンベア７上にその進行方向に沿って設置し、一定速度で進行する集綿用コンベア７上に上流側のスピナーで繊維化されたガラス短繊維から順次積層させることによりマット状繊維６を形成することができる。なお、スピナーによる繊維化及び分散された繊維状物の集綿に関する基本技術は、その他の無機質繊維においてもこれと実質的に同じである。

次に、中空円筒状バケツ１０について説明する。図２は図１の中空円筒状バケツ１０部における拡大図であり、図３は中空円筒状バケツ１０の拡大図である。本例の中空円筒状バケツ１０は、図３に示すように全体的には上下部が開口している横断面が実質的に円形の、例えば鋼板製の中空回転体で、上段部１３と下段部１２の２段の構成となっている。上段部１３と下段部１２の界部には、中空円筒状バケツ１０を後述するように回転可能に取り付けするための取付用フランジ１７が便宜的に設けられている。上段部１３は、回転軸Ｌの周りに任意の均一の角度を有し、スピナー１で繊維化されたガラス短繊維が受け入れられやすいように好ましくは上端に向かって拡大している。本例の中空円筒状バケツ１０では、一部角度を有しない部分を前記取付用フランジ１７が位置する上段部１３の下端に設けているが、これは取付用フランジ１７に後述のギア１６を取り付けやすくするため便宜的に設けたものである。本発明において、中空円筒状バケツは横断面の内面形状が実質的に円形若しくは略円形の中空筒状体を意味している。

上記中空円筒状バケツ１０において、下段部１２は回転軸Ｌに対し所定の角度θ傾斜している。つまり、下段部１２の中心軸が回転軸Ｌに対し角度θ傾斜している。そして、このように回転軸Ｌに対し傾斜している下段部１２の外周は、下端に向かって開口面積が連続的に小さくなるように先細形状になっていることが好ましい。下段部１２が先細形状になっていると、中空円筒状バケツ１０の回転による遠心力で下段部内を加速するガラス短繊維の抵抗と遠心力とをバランスさせてガラス短繊維を均一に分散させるのに有効である。また、先細形状になっていると、中空円筒状バケツ内に降下した繊維の均一分散性を向上させることができるため、密度のバラツキが小さい均一なマット状繊維板を得ることができる。このような中空円筒状バケツ１０によってガラス短繊維に生じる抵抗は、中空円筒状バケツ１０内を加速されながら降下するガラス短繊維が中空円筒状バケツ１０内で受ける空気抵抗を意味する。したがって、回転する中空円筒状バケツ１０内を降下するガラス短繊維には、遠心力と抵抗の両方が作用する。

下段部１２の上記角度θは下段部１２の中心軸（下段部１２の上端の中心と下端の中心を通る軸）が回転軸Ｌに対しなす角度である。この角度θは、集綿コンベア上に集積されるマット状繊維６の幅（図１参照）、中空円筒状バケツ１０の回転数、下段部１２の長さ、下段部１２内を降下するガラス短繊維量、中空円筒状バケツとコンベア間の距離、コンベア下部の排ガス収集ボックスにおける吸引量や吸引速度などにより適宜選択される。通常、角度θとしては５°〜４５°が好ましく、より好ましくは１０°〜４０°、特に好ましくは１５°〜３０°である。θが５°未満では、遠心力及び抵抗が不足してガラス短繊維を充分に分散させること、及びガラス短繊維を集綿用コンベア７の全幅に均一に振り分け分布させることができなくなるおそれが生じる。また、またθが４５°より大きくなると、遠心力の作用が強くなりガラス短繊維の外方向への振り分けが強化されるために、フードの側壁面に付着したり、集綿用コンベア７の両端部に多く分布するため、ガラス短繊維をコンベア上に均一に集積させることが困難となるおそれがある。

さらに、下段部１２が回転軸Ｌに対し傾斜しているので、本例のように下段部１２が先細形状になっている場合には、下段部１２の外周は回転の内側における回転軸Ｌとの角度αと外側における回転軸Ｌとの角度βとが異なっており、前者が後者より大きくなっている。角度αはコンベア上に集積されるマット状繊維６の分布を確保するために重要であり、角度βは前述の繊維状の均一性及び抵抗を調節する上で重要である。両角度差（α−β）が大きいほど先細の程度が増す。α−βとしては、５°〜３０°の範囲が前記した先細形状の効果が充分に得られるようにするうえで好ましく、１０°〜２０°の範囲がより好ましい。
なお、本発明において、上記角度θ、α、βは、繊維が通過するバケツ内側における角度で、具体的には中空円筒状バケツの内壁面を基準にして計測される角度をそれぞれ示す。

また、中空円筒状バケツ１０の下段部１２の上端の直径Ａは、スピナー１の直径Ｂの１００％以上であることが好ましく、１１０％以上であればより好ましい。中空円筒状バケツ１０の上段部１３の下端と下端部１２の上端とは同径であるので、下段部１２の上端の直径Ａがスピナー１の直径Ｂより小さいと、スピナー１で繊維化され中空円筒状バケツ１０内に降下されたガラス短繊維の一部が上段部１３の下部に衝突しやすくなるために、前記ガラス短繊維を下段部１２に円滑かつ群なく送給させることが困難になる。逆に、直径Ａが大きくなりすぎると、ガラス短繊維が受ける遠心力と抵抗とのバランスに影響を与えガラス短繊維を均一に分散させ難くなると共に、装置の大型化を招きコスト高の要因となる。したがって、下段部１２の上端の直径Ａはスピナー１の直径Ｂの約１５０％以下であることが好ましい。

さらに、中空円筒状バケツ１０の下段部１２の下端の直径Ｄは、スピナー１の直径Ｂの１００％以上であることが好ましく、１１０％以上であればより好ましい。下段部１２の下端の直径Ｄがスピナー１の直径Ｂより小さいと、スピナー１で繊維化され中空円筒状バケツ１０内に降下されたガラス短繊維の一部が下段部１２の下部に衝突しやすくなるために、前記ガラス短繊維を円滑にバケツの下端から排出させることが困難となる。逆に、下段部１２の下端の直径Ｄが大きくなりすぎると、ガラス短繊維が受ける遠心力と抵抗とのバランスに影響を与えガラス短繊維を均一に分散させ難くなると共に、装置の大型化を招きコスト高の要因となる。

また、中空円筒状バケツ１０の全体寸法は集積装置の設計のなかで決められるため限定されないが、一般的に下段部１２の長さ（高さＨ）は、傾斜角度θと同様にガラス短繊維の遠心力に影響を与える要素の一つで、下段部１２が長くなるほど遠心力が増す。本例の中空円筒状バケツにおいて、下段部１２の長さＨとしては５０〜２００ｍｍ程度が好ましい。５０ｍｍより短い下段部では、ガラス短繊維の分散に必要な遠心力が充分に得られなくなる。また、Ｈが２００ｍｍより長くなると、遠心力が強くなりすぎるために、下段部１２の開口部からガラス短繊維を偏らないように均一に分散させることが難しくなる。

本発明において、中空円筒状バケツ１０の下段部１２の回転内側の外周部２３には、図３に示すように繊維付着防止手段２２が設けられる。以下、この繊維付着防止手段２２について図３及び図４を参照して説明する。図４は、図３のＸ−Ｘ部の断面を模式的に示したものである。ここで、下段部１２の回転内側とは、中空円筒状バケツ１０が回転したときに下段部１２の下端部が内側に位置する側を意味し、図３において下段部１２の右側を指す。具体的には、図４において円筒状の下段部１２の回転方向における中心線Ｒの右側部分で、その外周部２３は舞い上がった繊維が付着しやすい部分として把握される。下段部１２の左側が回転外側となる。

本発明の中空円筒状バケツ１０のように下段部１２が回転軸Ｌに対し角度θ傾斜している中空円筒状バケツ１０を回転すると、下段部１２の回転内側には、下段部１２の外周部の空気が回転時の遠心力の作用や下段部１２の開口部から一定の速さで排出される繊維状物の誘引作用により傾斜方向に流動するため、外周部外側の領域に負圧空間が生じる。このため、集綿ゾーン１１の上部空間に舞い上がった繊維がこの負圧空間に容易に進入し、その一部が下段部１２の回転内側の外周部２３に付着する。特に、負圧度が大きくなる回転内側の外周部２３の周方向の中央部分には多く付着する。そして、付着した繊維は、次第に塊となり、結局繊維状マット上に落下し、繊維状マットの品質を低下させる。なお、下段部１２の回転外側の外周部には、負圧空間が生じても、舞い上がる繊維が回転時の遠心力による空気流や下段部１２の開口部から排出される繊維状物によって遮られるため実質的に付着しない。

本発明は、中空円筒状バケツ１０の下段部１２の回転内側の外周部２３に繊維付着防止手段２２を設け、舞い上がった繊維が下段部１２の回転内側の外周部２３に付着するのを防止するように構成している。この繊維付着防止手段２２としては、下段部１２の回転内側の外周部外側に負圧空間が生じないようにできるもの、または舞い上がった繊維が付着しない程度の負圧空間にできるものであれば、その形体は限定されない。また、材質は中空円筒状バケツ１０と同じ材料が好ましく使用できるが、軽量化のため厚さはできるだけ薄くされる。

図３に例示する繊維付着防止手段２２は好ましい実施形態の一つであり、下段部１２の回転内側の外周部２３に設けられた横断面が半円弧状の補助カバーによって形成される。以下、この補助カバーを補助カバー２２として説明する。補助カバー２２は下段部１２の回転内側の外周部２３の少なくとも下端近傍の領域に設けるのが好ましい。具体的には下段部１２の外周部２３の下端から下段部１２の高さＨの４０％以上、好ましくは５０％以上の領域に設けるのが好ましい。補助カバーが小さすぎると、負圧空間の発生を十分に防ぐことが困難となり、繊維の付着を防止できなくなるおそれがある。また、補助カバー２２は回転軸Ｌの方向に、外周面が回転軸Ｌとほぼ平行となるように取り付けられるのが好ましい。補助カバー２２が鋼板製の場合には、中空円筒状バケツの下段部１２に例えば溶接で容易に取り付けることができ、下段部１２の下端と補助カバー２２の下端とは図３に示すように封鎖される。補助カバー２２が上記のように設けられていると、中空円筒状バケツ１０を回転させたとき補助カバー２２が下段部１２の回転内側の外周部２３において下段部１２の傾斜方向に空気流が発生しないように機能し、下段部１２の回転内側に負圧空間が生じるのを効果的に防ぐことができる。なお、補助カバー２２は通常下段部１２の回転内側の外周部２３のほぼ周方向全体に設けられるが、負圧が強く生じやすい領域に重点して設けてもよい。

また、このように補助カバー２２を設けた下段部１２の、補助カバー２２を設けた部分の外周形状は、下段部１２の外側に補助カバー２２が付設されているため、図４に示すように全体的に横断面が略楕円状になっている。本例のように補助カバー２２が回転軸Ｌに平行になっていると、前記外周形状は横断面が下端に向かって連続的に変化し、円形状から順次に長軸の長い略楕円となる。さらに、中空円筒状バケツ１０の回転への影響を少なくするため、補助カバー２２は下段部１２の外周面に凹凸ができるだけ生じないように形成されることが好ましい。

本発明において、繊維付着防止手段（補助カバー）２２の形体は負圧空間の発生を防ぐ目的が達成できる範囲で適宜変えられる。例えば、図３では補助カバー２２を下段部１２の回転内側の外周部の一部に設けているが、図５に示すように下段部１２の回転内側の外周部の全体に補助カバー２２を設けてもよい。また、図６に示すように補助カバー２２を下段部１２の回転内側の外周部２３に下端に向かって外側に徐々に張り出すように設けることもできる。この場合、補助カバー２２の張り出し量ａと下段部１２の回転外側の張り出し量ｂとがほぼ同等であることが、回転バランスの点で好ましい。このように補助カバー２２が下端に向かって外側に張り出していると、負圧空間が形成されやすい下段部１２の回転内側の外周部２３が広く補助カバー２２で覆われると共に、中空円筒状バケツ１０の回転による遠心力で発生する空気流が弱まりかつ外向きになるため、負圧空間の生じ難くなり繊維の付着を防止できる。

図７は、繊維付着防止手段２２の他の実施形態であり、中空円筒状バケツの回転内側における側面図である。本例は図示のように下段部１２の回転内側の外周部２３に複数の羽根２４を回転軸方向に突設して繊維付着防止手段２２を形成している。羽根２４は、中空円筒状バケツの回転で下段部１２の傾斜方向と異なる外向きの空気流を生じさせて負圧空間や繊維の付着が生じないように機能し、この機能が得られやすい羽根の形状と取り付け角度が決められる。例えば、羽根２４の高さは下段部１２の下端に向かって漸増し、その形状は中空円筒状バケツの回転方向に対応して彎曲している。

本発明の中空円筒状バケツは、以上説明したように下段部１２の回転内側の外周部２３に繊維付着防止手段２２を有しているので、この繊維付着防止手段２２が中空円筒状バケツを回転させても負圧空間が形成されない、または形成され難いように機能し、舞い上がった繊維が下段部の回転内側の外周部に付着するのを防止できるため、装置を長時間連続して安定運転することが可能となる。

本発明において上記中空円筒状バケツ１０は、前記したようにスピナー１の直下部に回転可能に配置される。すなわち、図２に示すように中空円筒状バケツ１０の取付用フランジ１７に、中央部が切り抜かれている輸環状のギア１６を取り付けし、該中空円筒状バケツ１０をこのギア部でフード１１（図１参照）に固定されている架台１９に回転軸受１８によって取り付ける。そして、ギア１６をギア２０等を介して駆動モータ２１に駆動連結することにより、中空円筒状バケツ１０は駆動モータ２１によって回転される。本例のように上段部１３と下段部１２の界部に設けた取付用フランジ１７によって、中空円筒状バケツ１０を高さ方向のほぼ中央部で取り付けすると、中空円筒状バケツ１０を安定して回転させることができる。しかし、中空円筒状バケツ１０の取付け位置は、下段部１２の高さ寸法が上段部１３の高さ寸法に比べて小さいようなときは、両者の界部より上方の位置で取り付けてもよい。

本発明において、上記中空円筒状バケツ１０とスピナー１との間には、次の理由から所定の間隔が設けられることが好ましい。すなわち、スピナー１による溶融ガラスの繊維化は、スピナー１の高速回転で発生する遠心力によってスピナー１の側部のオリフィスから放射された溶融ガラスを、さらにエアノズル１５から噴射される圧縮空気によって吹き飛ばし細く伸延することにより得られる。したがって、スピナー１と中空円筒状バケツ１０との間に一定以上の距離Ｃが設けられていないと、繊維化されたガラス短繊維のベールの流れを均一に安定化させるために必要な、燃焼ガス及びエアノズル１５からの圧縮空気以外の外部空気の取り込みが困難となり、ガラス短繊維の品質の低下を招くおそれがある。また、スピナー１と中空円筒状バケツ１０との間のスペースは、中空円筒状バケツ１０の着脱作業をしやすくする利点もある。したがって、本発明においてスピナー１の直下部というときは、スピナー１の下方に設けられる距離Ｃを想定する範域を指している。

さらに、この中空円筒状バケツ１０とスピナー１との間には、繊維化装置及びその周辺の空気の流れを安定化し、さらに繊維化されたガラス短繊維の飛散を防止するために、リング状物１４を設けることが好ましい。このリング状物１４は耐熱性を有する金属製リングで、その直径は中空円筒状バケツ１０の上端の直径とほぼ同じであり、高さは中空円筒状バケツ１０とスピナー１との間の距離Ｃに合わせて適宜決められる。

本発明において中空円筒状バケツ１０の回転数は１０〜１２０回／分が好ましく、より好ましくは３０〜８０回／分、さらに好ましくは４０〜６０回／分である。中空円筒状バケツ１０の回転数は、中空円筒状バケツ１０の下段部１２の傾斜角度θや外周の形状、ガラス短繊維の分散幅、中空円筒状バケツとコンベア間の距離及びコンベア下部の排ガス収集ボックスにおける吸引量や吸引速度などを考慮してこれらの範囲内で最適に決められることが好ましい。１０回／分より少ない回転数では、ガラス短繊維を所定の幅に均一に分散させるための遠心力が実質的に得られなくなる。また、回転数が１２０回／分より多くなると、中空円筒状バケツ１０の下段部１２内において降下中のガラス短繊維が受ける抵抗に比べて遠心力が強くなりすぎるため、分散の偏りや分散むらが生じるおそれがある。中空円筒状バケツ１０に適合する回転数にすることにより、ガラス短繊維には丁度よい遠心力と抵抗が付与される。その結果、この遠心力と抵抗の作用を用いてガラス短繊維を均一に分散させ集綿用コンベア上に分布もしくは集積させることができる。しかも、ガラス短繊維の分散に圧縮エアを使用していないので、フード内に入るガスはスピナーでの繊維化時に吹き付けられるエアの一部がガラス短繊維と一緒に中空円筒状バケツ１０を通して入るだけであるため、清浄化処理する排ガス量を著しく減少させることができる。

本発明は、繊維状物を集積して例えば断熱材や吸音材のような用途向けの繊維製品を製造するのに適用でき、特に、ガラス短繊維（グラスウール）を均一で一定の厚さに分布調整して集積するのに有用である。

本発明の好ましい実施形態であるガラス短繊維の集積装置の概略断面図。図１の中空円筒状バケツ取付け部の拡大図。図１の中空円筒状バケツの拡大図。図２のＸ−Ｘ部における断面模式図。繊維付着防止手段の他の実施形態に係わる説明図。繊維付着防止手段の他の実施形態に係わる説明図。繊維付着防止手段の他の実施形態に係わる説明図。従来のガラス短繊維の集積装置の概略断面図。

符号の説明

１：繊維化装置（スピナー）２：バケツ、３：結合剤塗布装置、
４：エア吹出し装置、５：繊維流れの軌跡、６：マット状繊維、
７：集綿用コンベア、８：排ガス、９：排ガス収集ボックス、
１０：中空円筒状バケツ、１１：集綿ゾーン（フード）
１２：下段部、１３：上段部、１４：リング状物、
１５：エアノズル、１６：ギア、１７：取付用フランジ、
１８：回転軸受、１９：架台、２０：ギア、
２１：駆動モータ、２２：繊維付着防止手段（補助カバー）、
２３：外周部、２４：羽根、
Ｌ：回転軸。

Claims

繊維化装置のスピナーで繊維化された繊維状物を該スピナーの下方に配置された集綿用コンベア上に集積させる方法であって、前記スピナーの直下部に、上段部と下段部の２段の構成を有し、該下段部が回転軸に対して所定の角度傾斜しておりかつ下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有している中空円筒状バケツを回転可能に設置し、該中空円筒状バケツ内に降下させた前記繊維状物を回転する中空円筒状バケツで分散させて集綿用コンベア上に集積させることを特徴とする繊維状物の集積方法。
繊維状物がガラス短繊維である請求項１に記載の繊維状物の集積方法。
繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部外側に負圧空間が生じないようにできる補助カバーまたは羽根である請求項１または２に記載の繊維状物の集積方法。
繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部の少なくとも下端近傍に設けられている請求項１、２または３に記載の繊維状物の集積方法。
中空円筒状バケツとスピナーとの間にリング状物を配置する請求項１〜４のいずれかに記載の繊維状物の集積方法。
中空円筒状バケツの回転数が１０〜１２０回／分である請求項１〜５のいずれかに記載の繊維状物の集積方法。
繊維化装置のスピナーで繊維化された繊維状物を該スピナーの下方に配置された集綿用コンベア上に集積させる装置であって、前記スピナーの直下部に中空円筒状バケツが回転可能に設置されており、該中空円筒状バケツは上段部と下段部から構成され下段部が回転軸に対して所定の角度傾斜しているとともに下段部の回転内側の外周部に繊維付着防止手段を有しており、該中空円筒状バケツ内に降下させた前記繊維状物を回転する中空円筒状バケツで分散させて集綿用コンベア上に集積させるように構成されていることを特徴とする繊維状物の集積装置。
繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部外側に負圧空間が生じないようにできる補助カバーまたは羽根である請求項７に記載の繊維状物の集積装置。
繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部の少なくとも下端近傍に設けられている請求項７または８に記載の繊維状物の集積装置。
繊維付着防止手段が、下段部の回転内側の外周部に沿って設けられた横断面が半円弧状の補助カバーによって形成され、下段部の補助カバーを設けた部分の外周部の横断面が略楕円状である請求項７〜９のいずれかに記載の繊維状物の集積装置。
上段部の内周部は上端に向かって拡大しており、下段部の内周部は先細形状になっている請求項７〜１０のいずれかに記載の繊維状物の集積装置。
中空円筒状バケツの下段部の上端の直径は、スピナーの直径の１００％以上である請求項７〜１１のいずれかに記載の繊維状物の集積装置。
中空円筒状バケツの下段部が回転軸に対し角度５°〜４５°の範囲で傾斜している請求項７〜１２のいずれかに記載の繊維状物の集積装置。