JP2990632B2 - 無機短繊維の製造方法及び無機短繊維製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転円盤を用いて遠心
法により、無機短繊維、特にガラス短繊維を製造する方
法及び装置に関し、更に詳述すると、均一なガラス繊維
を低エネルギーコストで効率よく連続的に製造し得る無
機短繊維の製造方法及び無機短繊維製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
遠心法によりガラス短繊維を紡糸する方法として、周壁
に多数の小孔が形成された高速で回転する回転円筒内を
燃焼バーナーにより高温に加熱した後、この円筒内に熔
融ガラスを供給してこれを遠心力により上記小孔から繊
維状に吐出させ、更にこの繊維状ガラスを回転円筒の周
辺に設けられた強力な内部燃焼バーナーにより加熱して
延伸する方法が知られている（特開昭５７−１０６５３
２号公報等）。

【０００３】しかし、このような方法には、（１）回転
円筒の小孔が侵食や変形を受け易いため寿命が短く、使
用温度も低く厳密に管理する必要がある、（２）回転円
筒の小孔を通すためにＢａ，Ｂ，Ｆ等の化合物を添加し
て熔融ガラスの粘度を下げる必要がある、（３）回転円
筒の上部と下部とで温度差があるため、得られるガラス
短繊維の繊維径にばらつきが生じやすい、（４）高温火
焔流で二次延伸するため、燃料の使用量が多く、効率が
悪い、（５）ガラス短繊維の径が小孔の形状によりほぼ
決定され、高温火焔流の温度及び流量により若干の調節
が可能であるが、容易にガラス短繊維の形状を変えるこ
とができない等の問題点があり、少量生産には極めて不
利である。

【０００４】また、遠心法による他の方法として、周縁
部に多数の細溝が形成され、高速で回転する回転円盤を
バーナーで加熱し、この円盤上の周縁部に熔融ガラスを
流下供給し、該熔融ガラスを遠心力により上記細溝から
投射する方法が提案されている（特公平２−３６５３６
号公報）。

【０００５】しかしながら、この方法においては、熔融
ガラスを回転円盤上に供給し、これを投射する際、円盤
上に熔融ガラスを一旦溜めることが行われず、円盤上に
供給された熔融ガラスは直ちに外側方へ投射されるた
め、供給された熔融ガラスは円盤上に均一に分散され
ず、ある部分では熔融ガラスが多量に投射されて繊維化
されずに粒子状のガラスとなる場合がある。また、円盤
上に落下した熔融ガラスが円盤上の細溝と接触した際に
ハネ上がり、細かい玉状の粒子が生成される場合もあ
る。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、上記従来法の問題点を解決し、均一なガラス繊維を
安価に効率よく製造することができる無機短繊維の製造
方法及び無機短繊維製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、回転円盤の外周縁にリング状の堰体を周方
向に沿って突設すると共に、回転円盤本体の上面周縁部
から堰体の内周面を経て堰体上面に至る多数のＶ字溝を
径方向に沿って形成し、該回転円盤の上面周縁側へと、
過剰の燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを噴射してこ
れを燃焼させることにより、該回転円盤の周縁側を所定
温度に加熱保持すると共に、上記混合ガス中の燃焼ガス
の未燃焼分を新たな空気と混合して燃焼させることによ
り、上記回転円盤の外側に周方向に沿って火焔を形成
し、この状態で上記回転円盤を高速で回転させて該回転
円盤の上面上に熔融無機原料を連続的に供給し、遠心力
により該熔融無機原料を上記Ｖ字溝内を外方へ移動さ
せ、上記堰部の上面に形成されたＶ字溝から外方へ流出
させて回転円盤の外周縁部から繊維状の無機原料を流下
させると共に、この繊維状無機原料流に上記火焔を接触
させて加熱し、この繊維状無機原料を流下中に更に延伸
して細長化することを特徴とする無機短繊維の製造方
法、及び、外周縁にリング状の堰体が周方向に沿って突
設されていると共に、回転円盤本体の上面周縁部から上
記堰体の内周面を経て堰体上面に至る多数のＶ字溝が径
方向に沿って形成され、回転駆動機構により高速回転せ
しめられる回転円盤と、この回転円盤の周縁部上方に周
方向に沿ってかつ噴出口を下に向けて配設され、過剰の
燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを噴出口で燃焼させ
て、上記回転円盤の周縁側を加熱するリング状の第１バ
ーナーと、上記回転円盤の外側上方に該円盤の周方向に
沿ってかつ噴出口を下に向けて配設され、空気のみを噴
出するリング状の第２バーナーと、上記回転円盤の上面
上に熔融させた無機原料を供給する原料供給機構とを具
備してなり、上記第１バーナーより噴出された混合ガス
が回転円盤の径方向に沿って外側へ流れると共に、該混
合ガス中の燃焼ガスの未燃焼分が上記第２バーナーから
噴出された空気と回転円盤の外側方で混合されて燃焼す
ることにより、回転円盤の外側方に周方向に沿って火焔
が形成されるように構成した無機短繊維製造装置を提供
する。

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明の無機短繊維の製造方法は、上述の通
り、加熱され、高速で回転する回転円盤上に熔融した無
機原料、具体的には熔融ガラスを連続的に供給し、この
熔融ガラスを回転円盤の外周縁に突設した堰体上面のＶ
字溝から遠心力により流出させて繊維状に形成し、この
流出繊維状ガラスに更に火焔を接触させて加熱し、該繊
維状ガラスを更に延伸して長尺，細径のガラス繊維を得
るものである。

【００１０】この場合、本発明の製造方法によれば、回
転円盤を使用しているので、回転円筒を用いた場合のよ
うに上部と下部との温度差による繊維径のバラツキを生
じることがなく、また回転円筒では繊維状ガラスを投射
するための細孔が熱による侵食や変形を受け易いために
その寿命が３〜５日程度と非常に短いが、本発明方法の
回転円盤は、熱による侵食や変形を生じにくいＶ字状の
溝から熔融ガラスを投射するように構成してあると共
に、使用中に回転円盤表面がガラスコーティングされ、
耐熱性が大きく向上するので、およそ２０〜３０日もの
長寿命を達成することができる。

【００１１】また、回転円筒を用いた従来の方法では、
熔融ガラスを回転円筒が耐え得る温度で細孔を通して繊
維状に成形するには比較的低い熔融温度で適当な低粘度
が必要となるため、原料ガラスにＢａ，Ｂ，Ｆなどの化
合物を熔融促進剤として用いる必要があるが、本発明方
法では、回転円盤が上記の通り比較的熱に強い回転円盤
のＶ字溝から熔融ガラスを投射して繊維状に成形するよ
うになっていると共に、ガラスコーティング現象により
優れた耐熱性が得られるので、比較的高い温度で溶融ガ
ラスを処理することができ、熔融促進剤なしでも良好に
ガラス繊維を製造することができる。その上、細孔では
なくＶ字溝から熔融ガラスを投射するので、熔融ガラス
の粘度が多少高くても繊維状に成形してＶ字溝から吐出
することができ、しかもこの投射された繊維状ガラスを
火焔に接触させて二次延伸するように構成してあるの
で、一定のガラス繊維を得るための操作温度範囲が広
く、操作が容易である。このため、原料ガラスとして廃
品ガラスを従来は使用不可能であった高温域で溶融させ
て用いることができ、原料コストを大幅に節約すること
ができる。

【００１２】更に、回転円筒を用いた従来の方法では、
得られるガラス繊維の径は細孔の形状によりほぼ決定さ
れてしまい、高温火焔流体の温度及び流量によって若干
の調整幅があるのみであるが、本発明方法では、回転円
盤の回転数、回転円盤の加熱温度、回転円盤の外側に形
成する火焔の温度などの条件を調節することにより、得
られるガラス繊維の径や長さを容易かつ効果的に変更す
ることができる。また更に、本発明方法では回転円盤の
周縁側を過剰の燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを燃
焼させることにより所定温度に加熱し、その混合ガス中
の燃焼ガスの未燃焼分と新たな空気とを混合して燃焼す
ることにより二次延伸用の火焔を形成するようになって
いるので、回転円盤の外側に形成する二次延伸用の火焔
は、空気のみを噴射するバーナーで形成することができ
る。このため内燃バーナーを用いた場合に比べて燃料の
使用量を約半分にまで節約することができ、小規模生産
にも良好に適応することができると共に、内燃バーナー
により形成する高温火焔流体で引伸されたガラス繊維と
同等の繊維径のガラス繊維をより効率よく製造すること
ができる。

【００１３】その上、従来の溝付回転円盤によりガラス
繊維を製造する際には、得られたガラス繊維の全重量に
対して平均で１％程度の割合で未繊維化ガラス粒子が生
成するが、本発明方法にあっては、高速回転する回転円
盤の上面上に供給した熔融ガラスが直ちに回転円盤から
投射されるのではなく、一旦堰体内周面に溜められた
後、堰体上面のＶ字溝から投射されるので、粒子状や玉
状の未繊維化ガラスが生成されるようなことが全くな
く、均一なガラス繊維を得ることができる。

【００１４】また、本発明の無機短繊維製造装置は、上
記本発明製造方法により無機短繊維、具体的にはガラス
繊維を製造するためのもので、第１バーナーにより高速
で回転する回転円盤の周縁側を加熱して該円盤周縁側を
例えば繊維化原料の熔融ガラスよりも所定温度だけ低い
温度に加熱保持し、この状態で回転円盤上面上に原料供
給機構から熔融ガラスを連続的に供給し、遠心力により
該熔融ガラスを回転円盤上面上のＶ字溝内を該Ｖ字溝で
整流しながら外方に移動させ、堰体の内周面のＶ字溝を
上らせ、堰部上面のＶ字溝から外側へ投射させて回転円
盤の外周縁から繊維状ガラスを流下させると共に、この
ガラス流が第２バーナーにより回転円盤の外側に該円盤
の周方向に沿って形成された火焔中を通過するように構
成したものである。

【００１５】従って、この無機短繊維製造装置によれ
ば、上記製造方法に従って長尺，細径で均一なガラス繊
維を効率よく製造することができる。

【００１６】更に、本発明の無機短繊維製造装置では、
回転円盤を加熱する第１バーナーとして過剰の燃焼ガス
と空気とからなる混合ガスを噴出口で燃焼させるリング
状のバーナーを用い、この第１バーナーを回転円盤の周
縁部上方に周方向に沿って、かつ噴出口を下へ向けて配
設し、また回転円盤の外側方に延伸用の火焔を形成する
第２バーナーとして空気のみを噴出するリング状のバー
ナーを回転円盤の外側上方に周方向に沿ってかつ噴出口
を下に向けて配設し、上記第１バーナーより噴出された
混合ガスが回転円盤の径方向に沿って外側へ流れるよう
に構成して、第１バーナーの噴出口で混合ガスが燃焼し
て、回転円盤の周縁側を加熱させると共に、上記混合ガ
ス中の燃焼ガスの未燃焼分が回転円盤の外側で上記第２
バーナーから噴出された空気と混合されて燃焼し、回転
円盤の外側に周方向に沿って火焔が形成されるものであ
る。

【００１７】従って、本発明の無機短繊維製造装置によ
れば、例えばガラス繊維を製造する場合、第１バーナー
から噴出された混合ガス中の燃焼ガスの未燃焼分で回転
円盤外周縁より流下する繊維状ガラス流が通過する火焔
が形成されるので、燃焼ガスが無駄なく効率的にガラス
繊維の延伸に利用され、燃焼ガスの消費量を大幅に節約
することができ、また第２バーナーから噴出される空気
流により繊維ガラスの延伸が良好に行われるものであ
る。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明をより具体的に
説明する。図１乃至図４は、本発明の一実施例にかかる
無機短繊維製造装置を示すものである。図中１は、ステ
ンレススチール等の耐熱性材料よりなる直径３００〜５
００ｍｍの回転円盤で、直径で１５０〜２５０ｍｍの中
心部２が補強のため厚肉に形成されていると共に、図３
及び図４に示したように、その外周縁にはリング状の堰
体３が周方向に沿って突設されている。そして、回転円
盤１本体の上面周縁部から堰体３の内周面を経て堰体３
上面に至る多数のＶ字溝４が径方向に沿って形成されて
いる（図では回転円盤の周縁部の一部のみ図示した）。

【００１９】ここで、上記Ｖ字溝４の回転円盤１本体部
分４ａ（図４参照）の長さｌ（図３参照）は、回転円盤
１の直径等により適宜設定され、特に制限されるもので
はないが、通常５〜４０ｍｍの範囲とされる。また、こ
のＶ字溝４の深さは、０．３〜５ｍｍ程度とすることが
好ましい。更に、上記堰部３の寸法は、回転円盤１の直
径等により適宜設定され、特に制限されるものではない
が、通常高さ１〜５０ｍｍ程度、幅１〜２０ｍｍ程度と
される。なお、上記回転円盤１の厚さは、通常３〜３０
ｍｍ、その厚肉中心部２の厚さは１０〜５０ｍｍ程度と
される。

【００２０】上記回転円盤１は、図１に示したように、
その厚肉中心部２の上面がモーター等の駆動源（図示せ
ず）により回転せしめられる回転軸５のラッパ状先端部
５ａに固定されており、回転軸５と一体に高速で回転す
るようになっている。なお、回転数は、通常３０００〜
３００００ｒｐｍ、特に５０００〜８０００ｒｐｍ程度
とされる。

【００２１】図１及び図２中、６は内側バーナー（第１
バーナー）、７は外側バーナー（第２バーナー）であ
る。上記内側バーナー６はリング状に形成され、その一
部に後述するガラス熔融炉１１からの熔融ガラス流が通
過するためのガラス流通過切欠き部６ａが形成されてい
る。この内側バーナー６内には、バルブ１３ａ、圧力計
１４が順次介装されたＬＰＧ導入管２０ａからのＬＰＧ
と、バルブ１３ｂ、圧力計１５が順次介装された空気導
入管２０ｂからの空気とがガスミキサー１０で混合され
ることにより得られた混合ガスが、混合ガス供給管２０
を介して供給され、この混合ガスは内側バーナー６の下
端面に周方向に沿って形成された多数の噴出孔（図示せ
ず）から上記回転円盤１の上面周縁側に噴出されるよう
になっている。なお、この内側バーナー６の内周面に
は、下端部が上記回転円盤１の上面に近接した状態に配
置されたリング状の防火モルタル製仕切り体８が設けら
れていると共に、内側バーナー６の外周面には下端部が
円盤１上面と所定間隔離間した防火モルタル製の外側壁
体９が設けられており、上記噴出孔から噴出する混合ガ
スが回転円盤１の中心側に向かうことのないように規制
されている。

【００２２】一方、上記外側バーナー７は内部が円盤１
の外周縁に沿って垂直に空気を噴出する噴出口（図示せ
ず）を有する空気室と冷却水が循環する冷却室とに分け
られたリング状バーナーであり、上記外側壁体９の外方
に所定間隔離間して配設されている。この外側バーナー
７内にはバルブ１３ｃ、圧力計１６が順次介装された空
気供給管２１から空気が供給され、この空気は外側バー
ナー７の下端面に周方向に沿って形成された多数の噴出
孔（図示せず）から上記回転円盤１の外側方に噴出され
るようになっている。また、この外側バーナー７内には
バルブ１３ｄが介装された給・排水管２２により冷却水
が供給循環されるようになっている。

【００２３】そして、内側バーナー６に供給されたＬＰ
Ｇと空気との混合ガスが下端面の噴出孔（図示せず）よ
り噴出され、燃焼することにより、回転円盤１の周縁側
が加熱され、またこの混合ガス中の未燃焼分のＬＰＧ等
の燃焼ガスが仕切り体８と外側壁体９との作用により回
転円盤１の径方向に沿って外側へと流れる。一方外側バ
ーナー７に供給された空気が下端面の噴出孔から噴出
し、この噴出された空気と上記未燃焼分の燃焼ガスと
が、円盤１の外周縁の外側で混合されて燃焼し、円盤１
の外側方に周方向に沿ってリング状の火焔が形成される
ようになっている。

【００２４】次に、図１中１１はガラス熔融炉で、内部
に熔融状態のガラス１２が収容され、上記内側バーナー
６の切欠き部６ａを通して、この熔融炉１１から熔融ガ
ラス１２が回転円盤１上の周縁から３〜３０ｍｍ程度内
側部分に連続的に流下するようになっている。

【００２５】この無機短繊維製造装置を用いてガラス繊
維を製造する場合は、モーター等の駆動源を作動させて
回転軸５と一体に回転円盤１を高速で回転させる。そし
て、圧力計１４，１５により調整しながら燃焼ガスと空
気とをガスミキサー１０へ送り、両者を混合して過剰な
燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを調整し、この混合
ガスを内側バーナー６に供給すると共に、これをガス噴
出孔で燃焼１７させて回転円盤１の周縁部を原料の熔融
ガラス１２より所定温度低い温度に加熱する。一方、圧
力計１５により調整しながら空気を外側バーナー７に供
給し、これを噴出孔から噴出させ、この噴出空気と上記
内側バーナー６の噴出孔から噴出させた混合ガス中の未
燃焼分の燃焼ガスとを回転円盤１の外側で混合させ、こ
れを燃焼させて回転円盤１の外側に周方向に沿って火焔
１８を形成する。

【００２６】この状態で、ガラス熔融炉１１から熔融ガ
ラス１２を内側バーナー６の切欠き部６ａを通して回転
円盤１の加熱周縁部に連続的に流下供給する。回転円盤
１上に供給された熔融ガラス１２は、遠心力によって回
転円盤１本体のＶ字溝４ａ内を外側へ移動して、堰体３
の内周面に一旦溜り、これが遠心力により堰体３の内周
面に形成されたＶ字溝４ｂ内を該Ｖ字溝により整流され
ながら上昇して堰体３の上面に形成されたＶ字溝４ｃか
ら遠心力によって外方に投射され、繊維状に成形され
る。このとき、円盤１の外周縁部は熔融ガラス１２より
所定温度低い温度に保持されているので、円盤１上に供
給された熔融ガラス１２は、Ｖ字溝４ｃから投射される
までの間に適度に温度を下げて増粘化し、Ｖ字溝４ｃか
らの投射時に良好かつ安定的に繊維化される。また、円
盤１上に供給された熔融ガラス１２は一旦堰体３の内周
面側下部に溜められた後、堰体３上面のＶ字溝４ｃから
投射されるので、粒子状や玉状の未繊維化ガラスが生成
されることなく、回転円盤１から投射された繊維状ガラ
スは均一径であり、しかも短く裁断されてしまうことも
ない。更に、このように溶融ガラス１２を回転円盤１上
に供給しガラス繊維を成形するうちに円盤１の上面が極
薄いガラス膜によりコーティングされ、円盤１の耐熱性
が向上する。

【００２７】次に、上記回転円盤１の外周縁から投射さ
れた繊維状ガラス流１９は、図１に示したように、円盤
１の外側に周方向に沿って形成された上記火焔１８中を
通過すると共に、外側バーナー７から噴出された空気流
により下方へ誘導される。このとき、この繊維状ガラス
１９が火焔１８により加熱されると共に、延伸されて細
径に再成形され、細径のガラス繊維が製造される。この
場合、上記火焔１８を形成する外側バーナー７は、噴出
した空気を内側バーナー６からの燃焼ガスと混合して燃
焼させるようになっているので、従来の内部燃焼バーナ
ーにより形成される火焔よりも低い温度であり、このた
め繊維状ガラス１９が短く裁断されることなく、良好に
延伸される。

【００２８】ここで、特に限定されるものではないが、
上記繊維化原料の熔融ガラス１２は、８００〜１５００
℃、特に１０００〜１２００℃の温度とすることが好ま
しい。また、内側バーナー６により加熱保持される円盤
１の周縁部の温度は、熔融ガラス１２が適度に増粘し、
堰体３上面のＶ字溝４ｃより投射されて良好に繊維化さ
れる熔融ガラス１２より低い温度とされ、具体的には７
００〜１２００℃、特に８００〜１１００℃とすること
が好ましい。この場合、この円盤１の加熱範囲は、堰体
２より内側に１０〜５０ｍｍの範囲とすることが好まし
く、またこの回転円盤１周縁部を加熱する内側バーナー
６による火焔１７の温度は１０００〜１６００℃程度と
することが好ましい。更に、繊維状ガラス１９を再加熱
するために円盤１の外側に周方向に沿って形成する火焔
１８の温度としては、繊維状ガラス１９が裁断されるこ
となく、かつ良好に延伸される温度とされ、具体的には
通常６００〜１２００℃、特に７００〜１０００℃とす
ることが好適である。このような火焔１７及び１８を形
成するため、内側バーナー７に供給される混合ガスは、
燃焼ガス（Ｇ１）と空気（Ａ１）とをモル比でＡ１／Ｇ
１＝５〜３０、特にＡ１／Ｇ１＝１０〜２０に調整する
ことが好ましく、また外側バーナー１８に供給する空気
（Ａ２）はＡ２／Ｇ１＝５〜６０、特にＡ２／Ｇ１＝２
０〜４０となるようにすることが好ましい。なお、回転
円盤１の回転速度は、上述したように、通常３０００〜
３００００ｒｐｍの範囲とすることが好ましく、またこ
の回転円盤１上に供給する原料の熔融ガラスの供給量
は、通常５〜１５０ｋｇ／ｈ程度とされる。また、外側
バーナー７から噴出する空気の速度は０．５〜５Ｎｍ³
／ｍｉｎとすることが好ましい。

【００２９】この無機短繊維製造装置によれば、回転円
筒を用いた場合のように上部と下部との温度差による繊
維径のバラツキを生じることがなく、また回転円筒では
繊維状ガラスを投射するための細孔が熱による侵食や変
形を受け易いために、その寿命が２〜５日程度と非常に
短いが、本実施例装置の回転円盤１は、熱による侵食や
変形を生じにくいＶ字状の溝４から熔融ガラス１２を投
射するように構成してあると共に、使用中に回転円盤１
表面がガラスコーティングされ、耐熱性が大きく向上す
るので、およそ２０〜３０日もの長寿命を達成すること
ができる。

【００３０】また、回転円筒を用いた従来の方法では、
熔融ガラスを回転円筒が耐え得る温度で細孔を通して繊
維状に成形するには比較的低い熔融温度で適当な低粘度
が必要となるため、原料ガラスにＢａ，Ｂ，Ｆなどの化
合物を熔融促進剤として用いる必要があるが、本実施例
の無機短繊維製造装置では、回転円盤１が上記の通り比
較的熱に強いＶ字溝４から熔融ガラス１２を投射して繊
維状に成形するようになっていると共に、ガラスコーテ
ィング現象により優れた耐熱性が得られるので、比較的
高い温度で溶融ガラスを処理することができ、熔融促進
剤なしでも良好にガラス繊維を製造することができる。
その上、細孔ではなくＶ字溝４から熔融ガラスを投射す
るので、熔融ガラス１２の粘度が多少高くても繊維状に
成形してＶ字溝４から吐出することができ、しかもこの
投射された繊維状ガラス１９を火焔１８に接触させて二
次延伸するように構成してあるので、一定のガラス繊維
を得るための操作温度範囲が広く、操作が容易である。
このため、原料ガラスとして廃品ガラスを従来は使用不
可能であった高温域で溶融させて用いることができ、原
料コストを大幅に節約することができる。

【００３１】更に、回転円筒を用いた従来の方法では、
得られるガラス繊維の径は細孔の形状によりほぼ決定さ
れてしまい、高温火焔流体の温度及び流量によって若干
の調整幅があるのみであるが、上記装置では、回転円盤
１の回転数、回転円盤１の加熱温度、回転円盤１の外側
に形成する火焔１８の温度などの条件を調節することに
より、得られるガラス繊維の径や長さを比較的容易に変
更することができる。また更に、回転円盤１の外側に形
成する二次延伸用の火焔１８は空気のみを噴出する外側
バーナー７により内側バーナー６での未燃焼分の燃焼ガ
スを燃焼させて形成されるので、内燃バーナーを用いた
場合に比べて燃料の使用量を約半分にまで節約すること
ができ、小規模生産にも良好に適応することができると
共に、内燃バーナーにより形成する高温火焔流体で引伸
されたガラス繊維と同等又はより細径のガラス繊維を得
ることができる。

【００３２】その上、従来の溝付回転円盤によりガラス
繊維を製造する際には、得られたガラス繊維の全重量に
対して平均で１％程度の割合で未繊維化ガラス粒子が生
成するが、上記装置にあっては、高速回転する回転円盤
１の上面上に供給した熔融ガラス１２が直ちに回転円盤
１から投射されるのではなく、一旦堰体３内周面に溜め
られた後、Ｖ字溝４により整流されて堰体３上面のＶ字
溝４ｃから投射されるので、粒子状や玉状の未繊維化ガ
ラスが生成されることがない。

【００３３】また、上記無機短繊維製造装置では、内側
バーナー６から噴出された混合ガス中の燃焼ガスの未燃
焼分で回転円盤１外周縁より流下する繊維状ガラス流１
９が通過する火焔１８が形成されるので、燃焼ガスが無
駄なく効率的にガラス繊維の延伸に利用され、燃焼ガス
の消費量を大幅に節約することができ、また外側バーナ
ー７から噴出される空気流により繊維ガラスの延伸が良
好に行われるものである。

【００３４】上記図１乃至図４に示した装置により製造
されるガラス繊維は、所謂ガラス短繊維であり、通常ガ
ラス短繊維からはガラスウールマットやボードが作られ
るが、この場合回転円盤１の下方にベルトコンベヤーを
配置すると共に、火焔１８により二次延伸した後の繊維
状ガラス流１９に接着剤をスプレーし、これを上記ベル
トコンベアー上に集積させることにより、ガラス短繊維
をマット状の形態で回収することができ、更にこれに圧
縮等の処理を加えることによりボード状に成形すること
ができる。また、ガラスウールマットやボードは、見か
け比重が小さく、輸送コストが大きくかかるため、マー
ケットの近郊毎に小規模の工場で生産するのが最も効率
的であるが、この場合小規模生産に適した上記装置及び
方法は、非常に好適である。

【００３５】なお、この無機短繊維製造装置は、ガラス
繊維の他にセラミックウールやロックウール等の製造に
も応用することができる。

【００３６】［実験例１］次に、実験例を示す。上記図
１乃至図４に示した装置を用い、廃品ガラスを砕いて得
た２０〜６０ｍｍの板ガラスカレットから上記方法に従
ってガラス短繊維を製造した。このとき、熔融炉１１内
の熔融ガラス１２の加熱温度は１３００℃、第１バーナ
ー６の火焔１７による回転円盤１の加熱位置は円盤１の
外周から内側へ約３０ｍｍの位置、第２バーナー７によ
る二次延伸用火焔１８の形成位置は円盤１の外周から外
方へ約４０ｍｍの位置、Ｖ字溝４のピッチは１ｍｍ、熔
融ガラス１２の回転円盤１上への供給量は８０Ｋｇ／ｈ
とした。また、二次延伸後の繊維状ガラス流１９にフェ
ノール系熱硬化性接着剤をスプレーし、これを回転円盤
１の下方に配置したベルトコンベアー上に集積させて、
得られたガラス繊維を厚さ１００ｍｍのガラスウールマ
ットとして回収し、得られたマットの平均繊維径とショ
ト率を測定した。結果を表１〜３に示す。なお、上記以
外の製造条件は表１〜３に示した通りである。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】表１〜３に示した結果から明らかなよう
に、上記無機短繊維製造装置及び無機短繊維の製造方法
によれば、得られたガラス繊維が細径で均一であるた
め、ショット％がほとんど０であり、均一なガラスウー
ルマットが得られることが確認された。また、温度条件
や回転円盤の回転速度などを変更することにより、繊維
径等を容易に調節することができ、しかも比較的広い条
件範囲で良好に均質なガラス短繊維を得ることができる
ことも確認された。更に、２０日間連続運転したが回転
円盤１に損傷等はなく、常に安定した紡糸性を示し、回
転円盤１が長寿命を有することが確認された。

【００４１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、回転円盤の周縁部に形成される堰体は、上記実施
例のような断面Ｌ字状のものに限られず、回転円盤１の
周縁部に形成されたリング状の堰体であればよく、更に
その他の構成部材の形状や寸法、ガラス繊維製造時の条
件等も本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更して差し
支えない。また、本発明方法及び装置により、セラミッ
クウールやロックウールの製造を行なう場合は、各温度
条件等は適宜変更することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無機短繊
維の製造方法及び無機短繊維製造装置によれば、熔融促
進剤なしで均一で長尺なガラス繊維を効率よく確実に製
造することができ、また回転円盤の寿命が長く、極めて
効率よく無機短繊維を製造することができる。更に、比
較的広い条件範囲で均質なガラス繊維を得ることができ
る上、条件の変更により比較的容易に繊維径等の繊維形
状を変更することができる。

【００４３】また、過剰燃焼ガスと空気との混合ガスを
燃焼させる第１バーナーと、空気のみを噴出し、これを
第１バーナーからの未燃焼分の燃焼ガスと混合して燃焼
させる第２バーナーとを用いて、回転円盤の加熱及び二
次延伸用の火焔形成を行うようにしたことにより、燃焼
ガスの消費量を大幅に節約することができ、製造コスト
を大幅に引き下げることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる無機短繊維製造装置
を示す概略断面図である。

【図２】同無機短繊維製造装置のバーナー部分を示す平
面図である。

【図３】同無機短繊維製造装置を構成する回転円盤を示
す概略平面図である。

【図４】同無機短繊維製造装置を構成する回転円盤の周
縁部を示す部分拡大斜視図である。

【符号の説明】

１ 回転円盤 ３ 堰体 ４ Ｖ字溝 ６ 内側バーナー（第１バーナー） ７ 外側バーナー（第２バーナー） １２ 熔融ガラス（熔融無機原料） １８ 火焔 １９ 繊維状ガラス流（熔融無機原料流）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−16730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−161938（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−77328（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−106532（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C03B 37/00 - 37/16 D01D 1/00 - 13/02 D01F 9/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転円盤の外周縁にリング状の堰体を周
   方向に沿って突設すると共に、回転円盤本体の上面周縁
   部から堰体の内周面を経て堰体上面に至る多数のＶ字溝
   を径方向に沿って形成し、該回転円盤の上面周縁側へ
   と、過剰の燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを噴射し
   てこれを燃焼させることにより、該回転円盤の周縁側を
   所定温度に加熱保持すると共に、上記混合ガス中の燃焼
   ガスの未燃焼分を新たな空気と混合して燃焼させること
   により、上記回転円盤の外側に周方向に沿って火焔を形
   成し、この状態で上記回転円盤を高速で回転させて該回
   転円盤の上面上に熔融無機原料を連続的に供給し、遠心
   力により該熔融無機原料を上記Ｖ字溝内を外方へ移動さ
   せ、上記堰部の上面に形成されたＶ字溝から外方へ流出
   させて回転円盤の外周縁部から繊維状の無機原料を流下
   させると共に、この繊維状無機原料流に上記火焔を接触
   させて加熱し、この繊維状無機原料を流下中に更に延伸
   して細長化することを特徴とする無機短繊維の製造方
   法。
2. 【請求項２】 外周縁にリング状の堰体が周方向に沿っ
   て突設されていると共に、回転円盤本体の上面周縁部か
   ら上記堰体の内周面を経て堰体上面に至る多数のＶ字溝
   が径方向に沿って形成され、回転駆動機構により高速回
   転せしめられる回転円盤と、この回転円盤の周縁部上方
   に周方向に沿ってかつ噴出口を下に向けて配設され、過
   剰の燃焼ガスと空気とからなる混合ガスを噴出口で燃焼
   させて、上記回転円盤の周縁側を加熱するリング状の第
   １バーナーと、 上記回転円盤の外側上方に該円盤の周方向に沿ってかつ
   噴出口を下に向けて配設され、空気のみを噴出するリン
   グ状の第２バーナーと、 上記回転円盤の上面上に熔融させた無機原料を供給する
   原料供給機構とを具備してなり、 上記第１バーナーより噴出された混合ガスが回転円盤の
   径方向に沿って外側へ流れると共に、該混合ガス中の燃
   焼ガスの未燃焼分が上記第２バーナーから噴出された空
   気と回転円盤の外側方で混合されて燃焼することによ
   り、回転円盤の外側方に周方向に沿って火焔が形成され
   るように構成した無機短繊維製造装置。