JP3260367B2 - 鉱滓綿繊維を製造する方法及び装置 - Google Patents

鉱滓綿繊維を製造する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 実質的に水平な異なる軸を中心に回転するためにそれ
ぞれ取り付けられた一組のロータであって、これらのロ
ータが回転すると、上部のロータの周辺上に注がれた溶
融物が次のロータの周辺上に（または、次々にそれぞれ
次のロータの周辺上に）投げ出され、そして無機繊維が
次のまたはそれぞれ次のロータから放出されるように配
置された一組のロータからなる繊維形成手段を用いて、
無機溶融物から無機繊維を製造することは、知られてい
る。
この一般型の方法及び装置は、異なるタイプの鉱物溶
融物に対して使用することができる。この方法における
成功は、この方法の種々の段階での溶融物の粘度−温度
の関係及び表面張力に対し臨界的に依存する。一組の特
性を有する溶融物に対して設計された装置は、全体的に
異なる特性の溶融物から繊維を製造するのには、全く不
適当である。
U.S.4,238,213において、パロ（Pallo）は、ロータの
組が、すべての具体的な記述において、同じ大きさと回
転速度を持っていると記述されている２つのロータから
なる。このような繊維形成手段からのセラミック繊維の
製造について述べている。特に、これらのロータが150
〜300mmの直径を持ち、かつ、107m/sを越える速度で回
転し、そして、これらの高速度は、低速度の場合より
も、細かな平均的かつ有効繊維径に導くと述べられてい
る。しかしながら、この方法は、繊維におけるきめの粗
いショット（shot）に導くとも述べられている。
セラミック材料に伴う特別の問題は、それらは、非常
に高い温度（代表的には1,800℃）になるまで溶融しな
いが、次いで、代表的には約50℃の範囲内において、高
度に粘性の状態（繊維を満足に形成するには粘性すぎる
状態）から、高度に流動性の状態（繊維を形成するには
粘度が低すぎる状態）に変化することである。
その結果、第３番目のロータ上の溶融物は、必然的に
冷却されすぎて、満足な繊維を形成することができない
から、このような方法を、２個を越えるロータで操作す
るのは、実際的ではない。
本発明は、鉱滓綿（mineral wool）の製造に関す
る。ケイ酸アルミニウム繊維は、最小限、98％のAl2O3
とSiO2及び２％を越えない他の酸化物よりなるが、ここ
で鉱滓綿と称するものの化学的組成は、広範な種類の酸
化物によって特徴付けられ、そこでは、Al2O3とSiO2の
合計は、通常、40〜70％の間にあり、そして、残部は、
鉱物からの他の一般の酸化物であり、U.S.Patent No.2,
576,312及びデンマーク特許出願DK 4923/89で述べられ
ているような、例えば、CaO、MgO、Fe2O、FeO、TiO2ま
たはNa2Oである。この鉱滓綿の原材料は、通常、１また
はそれ以上の輝緑岩、玄武岩、鉱滓、石灰石、ドロマイ
ト、セメント、クレー、長石、砂または橄欖石、あるい
はその他の比較的不純な、通常、鉄含有材料であり、そ
の場合、鉱滓綿は、ここで、石綿（stone wool）と称
せられる。鉱滓綿の他のタイプは、ガラス綿であり、通
常、ソーダ及びホウ酸塩のような高価な添加剤を含有す
る鉄不含の溶融物から作られる。石綿及びガラス綿の両
者は、かなり広い温度範囲−約200℃−代表的には1,400
〜1,600℃で製造される。溶融とレオロジー特性におけ
るこの基本的な差異と、鉱滓繊維を製造するときの高い
生産の要求のために、セラミック繊維に適した方法と装
置は、鉱滓繊維の効率的で経済的な製造には適していな
い。
しかし、鉱物繊維は、より低い温度で岩（鉱滓を含
む）から作られ、そして、鉱滓綿繊維の代表的な満足で
きる形成は、200℃またはそれ以上の温度範囲を通じ
て、代表的には1,400〜1,600℃で、達成することができ
る。溶融とレオロジー特性におけるこの基本的な差異の
ために、セラミック繊維に適した方法及び装置は、鉱滓
綿繊維の効率的な製造には適さない。
例えば、鉱滓または他の石の鉱物溶融物から鉱滓綿繊
維を製造するための装置は、 繊維形成室、 鉱物溶融物を受け取り、それを鉱滓綿繊維に転換する
ための、該室中の繊維形成手段、及び室に沿って軸方向
に繊維を吹き飛ばすための空気供給手段、及び吹き飛ば
された繊維をウエブとして採集し、かつ、繊維形成手段
から運び去るための、該室の基部に設けられた採集手段
からなる。
ロータ群から軸方向に繊維を運ぶための空気供給手段
が存在する。この空気供給手段は、単にロータ組の周辺
の回りに配置することができ（U.S.3,709,670における
ように）、あるいは、次のまたはそれぞれ次のロータと
協同する空気供給スロットを存在させることができる。
該スロットは、EP 59152におけるように、ロータの周辺
から離して配置するか、あるいは、GB 1,559,117におけ
るように、それに近接させることができる。
これらの文献は、種々のロータに対して、種々の直径
と速度を提案しており、そして、代表的な装置は、一連
のロータがそれぞれ先行のロータよりもかなり大きく、
かつ、高い周速度で回転する４個のロータからなる。代
表的に、最後のロータは、上部ロータの殆どあるいは約
２倍の直径を有しており、典型的には、上部ロータの周
速度の３倍の周速度で回転する。
最後のロータによって与えられる加速度場は、最初の
ロータによって与えられる加速度場よりも非常に大きい
（例えば、５倍）が、さらに速度を増大させるために、
より細い直径を達成する試みは、より速い速度で最後の
ロータまたはロータ群を配置するのに非常な技術上と材
料上の問題があるため、商業的には実際的でない。例え
ば、直径330mmの最後のロータの周速度をその代表的な
現在の最高値の約7,000rpmより増大させると、ロータを
非常に高価な材料で作成しない限り、ロータ粉砕の危険
が生じる。WO/90/15032において、高速回転させるため
に、磁気軸受けに300〜400mmの直径を有するロータを取
り付けることが提案されているが、これは未だ技術上及
び経済上の困難性を生じる。
前述した一般的方法で３または４個の繊維形成ロータ
が配置された鉱滓綿のための繊維形成手段に関する文献
には、数多くの開示があり、そして、上部ロータは、常
に他のすべてのロータよりも小さな直径及び／または低
い周速度を有しており、それによって与えられる加速力
は、他の各ロータによって提供される加速力よりも非常
に小さい。例えば、GB 1,559,117において示されている
型の代表的な構造では、先頭のロータに約15km/s2（150
00m/s2）の加速力を与えるが、一方、他の各ロータによ
って提供される加速力は、丁度２〜５倍の範囲である。
このことの原理的な理由は、従来の考え方では、上部
ロータ単独では、溶融物に対して、該ロータ上で繊維を
形成する能力を与えるのに十分な加速を与えることがで
きず、その代わりに、単に、溶融物を第二のロータに対
して十分な力で投げ出し、次いで、該第２のロータ上で
繊維を満足に形成するために、溶融物に十分な加速を与
えるのみであるとされていたからである。
また、従来の考え方では、一組中の各ロータは、それ
ぞれの先行するロータよりも大きな直径と高い周速度を
有すべきであり、それによって、最後のロータから最も
効率的な繊維形成がもたらされると指摘されており、最
後のロータでは、加速力が最大であり、最初のロータの
約15km/s2という値に比べて、代表的には50〜100km/s2
の範囲内にある。
U.S.2,520,168には、それぞれ、水平線に対する角度
を作るシャフトによって支持されているロータからなる
繊維形成装置について開示されている。また、この文献
には、上記で議論したように、上部ロータが下方のロー
タりも遅い速度で駆動されることが開示されている。
一般的に、ロータ相互間において、ロータ群を垂直及
び水平移動するという具体的な考察はなされておらず、
そして、特に、それらは、繊維形成の最適化よりも技術
的な都合によって選択された特定の位置に、互いに相対
的に近接して配置されてきた。
鉱滓綿が、そのような繊維形成装置を用いて作成され
ると、溶融物のいくらかがショット、即ち、溶融物の粗
い粒子の形で、繊維形成装置から投げ出されるという問
題を生じる。このショットが鉱滓綿中に捕捉されると、
該綿の特性を低下させる。あるいは、これが室の基部か
ら収集されると、リサイクルされねばならず、このこと
は、方法全体の効率を低下させる。前述のロータを少な
くとも３個有する繊維形成装置によって、鉱滓綿を製造
する間、ショットの形成を減少させることが望まれる。
鉱滓綿を形成するための本発明の繊維形成装置は、異
なる水平な軸を中心に回転するためにそれぞれ取り付け
られ少なくとも３個のロータの組からなり、これらのロ
ータが回転すると、上部ロータの周辺上に注がれた溶融
物が、第２のロータの周辺上、次いで第３のロータの周
辺上に投げ出され、繊維がロータ群から放出されるよう
に配置された装置であって、上部ロータは、駆動手段を
備え、かつ、約50km/s2を越える加速度場を与えるよう
に回転することができる大きさを有しており、第２及び
第３のロータは、それぞれ駆動手段を備え、かつ、それ
ぞれ先頭の（上部）ロータよりも大きい加速度場を与え
ることができる大きさを有しており、そして、第１（上
部）及び第２のロータの軸は、第１のロータの軸から第
２のロータの軸に引かれた線が水平線よりも０〜20゜、
好ましくは５〜10゜下になるように配置されていること
を特徴とする装置である。
繊維形成手段は、上記に一般的に記述されているよう
に、１組のロータ群より構成されるが、セラミック繊維
のための繊維形成手段とは対照的に、鉱滓綿繊維を製造
する場合には、通常、３または４個のロータ群が存在す
る。２個よりもむしろ少なくとも３個のロータを有する
ことの利点は、非常に高い品質の綿が形成され、それに
加えて、粗いショットの量が非常に減少することにあ
る。
好ましくは、各ロータは、駆動手段を備え、かつ、先
行のロータよりも大きな加速度場を与えることができる
ような大きさを有している。
また、本発明は、繊維形成室、ロータの組、室に沿っ
て繊維を吹き飛ばすための空気供給手段、及び室の基部
における少なくとも１つのコンベヤーからなり、吹き飛
ばされた繊維を収集し、運び去るための収集手段を含む
装置を包含している。
本発明は、1300〜1700℃、多くの場合1400〜1600℃、
好ましくは1500〜1550℃の範囲の温度を持つ石または他
の鉱物の溶融物を、そのような装置における上部ロータ
に注ぎ、そして、このロータが少なくとも50km/s2の加
速度場を提供する鉱滓綿製造方法をも包含する。
ロータの加速度場、あるいは求心加速度は、場Ｇであ
る。
ここで、Ｇ＝ｒΩ２である。
ここで、ｒは、ロータの半径で、Ωは、ロータの角速
度であり、Ω＝２πn/60である。ここで、ｎは、回転／
分である。
驚くべきことに、鉱物繊維を形成するための従来の３
または４個のロータ装置の最初の（上部）ロータ上の力
よりも非常に大きい加速力を持つ最初のロータによって
有用な結果を達成できること、そして、これを実施する
と、工程中に形成されるショットの量が減少することを
見出した。予測されたのとは反対に、最初のロータ上の
増大された加速場は、最初のロータによって溶融物上に
非常に有用な加速力の増大をもたらすものと思われる。
このことは、第２及びそれに続くロータ群への分配を改
良し、ショット形成を減少させ、そして、繊維形成の全
体を改良する。いくらかの有用な繊維形成は、先頭のロ
ータ上で生じる。
従来技術の装置においては、上部ロータと最後のロー
タとの間の直径の比は、一般的に2:1にほぼ等しいか、
あるいはそれを越えているが、本発明において、この比
は、好ましくは1.1:1〜1.5:1、多くは約1.3:1である。
例えば、最初のロータは、一般に100〜300mm、多くの場
合約200〜250mmの直径を持っている。最後のロータは、
130〜350mm、多くの場合約250〜300mmも直径を持つこと
ができる。上部ロータの第２のロータに対する直径の比
は、一般に1.1:1〜1.5:1であり、第２のロータから第３
のロータに対する比は、一般に1:1〜1.3〜１、好ましく
は約1:1である。特に、第２、第３及びそれに続くロー
タは、実質的に同じ直径を有する。
最後のロータの最初のロータに対する回転速度（回転
／分）の比は、一般に1.1:1〜1.7:1の範囲、多くの場合
約1.4:1であり、これは、従来の配置における約2:1とい
う代表的な比とは対照的である。最初のロータの速度
は、通常、5,000rpmを越え、一般には7,000〜15,000rpm
の範囲内にある。最後のロータの速度は、10,000〜15,0
00rpmの範囲内とすることができる。上部及び第２のロ
ータについては、実質的に同じ速度を有することが好ま
しいが、各ロータの連続する先行ロータに対する速度の
比は、一般的に1:1〜1.5:1、通常1.1:1〜1.3:1である。
第２のロータの周速度の先頭のロータの周速度に対す
る比は、一般に1.1:1〜1.8:1、多くの場合約1.1:1〜1.
5:1であり、そして、各後続のロータの周速度の先行ロ
ータの周速度に対する比は、多くの場合1.1:1〜1.5:1、
一般に約1.1:1〜1.3:1である。
加速度場（1000m/s2）は、最も重要なパラメータであ
り、本発明においては、非常に高い加速度場を、非常に
速く回転する比較的小さなロータによって得ることがで
きる。最初のロータの最初のロータに対する加速度場の
比は、一般に2:1〜4:1、多くの場合約2.2:1〜3:1であ
る。上部ロータにより提供される加速度場は、好ましく
は少なくとも50km/s2である。それは、約150km/s2まで
上がることができ、若干の環境下ではそれより大きい
が、一般に100km/s2より低い。
第２のロータの最初のロータに対する加速度場の比
は、一般に1.1:〜2:1、好ましくは約1.2:1〜1.7:1であ
り、各後続のロータの先行ロータに対する加速度場の比
は、一般に1.2:1〜1.6:1である。最後のロータにより提
供される加速度場は、代表的には150〜300km/s2であ
り、若干の場合にはそれより大きい。
本発明の１つの具体的な態様では、先行技術と比較し
て小さなロータの組を有しており、すべてのロータは、
250mmより小さい直径を持っている。この特定の態様で
は、各ロータは、少なくとも250km/s2の加速度場を提供
できることが好ましい。
第２のロータの軸は、第１のロータの軸から第２のロ
ータの軸に向かう線が、水平線よりも０〜20゜、好まし
くは５〜10゜低くなるように配置される。このことは、
望まれるように、溶融物が最初のロータを、その水平線
より上、40〜65゜、好ましくは45〜60゜の角度を作る位
置で突き当るときに、特に適している。このように、溶
融物は、上部ロータに衝突する位置から上部及び第２の
ロータの軸を結ぶ線へ、一般的に40〜80゜、好ましくは
50〜70゜角距離で移動する。
第２、第３及び第４のロータ、そして任意に最初のロ
ータも、それぞれと協同する空気スロットを有し、そこ
では、GB 1,559,117で述べられているように、スロット
の内径は、これらのロータの少なくとも周辺の部分を越
えて、壁面噴射（Wall jet）として空気が吹き込まれる
ようにするために、ロータ周辺の外径と実質的に同じで
ある。好ましくは、スロットは、その表面に平行に空気
ブラストを振り向け、そして、スロットの直径は、好ま
しくはそれと協同するロータの周辺の直径と同一であ
る。しかしながら、それは数mm大きくても良く、及び／
または、協同ロータの表面を越えて壁面噴射が形成され
るならば、空気流は、少し円錐形の角度で現れてもよ
い。壁面噴射が起こるか否かは、表面に隣接する速度の
プロフィールを明らかにすることによって、容易に確認
することができる。壁面噴射が存在するときは、最大の
速度は、ロータの後方端部と前方端部の両方における表
面に近接（例えば、10mm以内）する。
壁面噴射を提供する空気は、スロットから軸方向にお
いてのみ流出してもよいし、あるいは、接線と軸速度成
分を持って流出してもよい。例えば、空気は、30％まで
の接続速度あるいは50％またはそれ以上の周速度を持つ
ことができる。それは、50m/sまで、好ましくは80〜100
m/sの接線速度を持つ。線速度は、一般的に100〜300、
多くの場合100〜200m/sである。
空気スロットは、内部及び外部スロットから構成する
ことができ、内部スロットは、壁面噴射を形成するのに
十分表面に近接した空気の内部ブラストを供給し、外部
スロットは、結合されたブラストに壁面噴射効果を与え
るように、内部ブラストと共に放出する空気の外部ブラ
ストを供給する。一般的に、外部スロットの内部表面
は、ロータの表面から半径で20または30mm未満であり、
一般に10mm以内である。好ましくは、内部及び外部ブラ
ストは、各スロットから出て行くときに、異なる移動角
度を持っている。例えば、内部ブラストは、全体的に軸
方向であることができ、外部スロットは、外部ブラスト
に所望の接線成分を持たせるための指向手段を有するこ
とができる。
指向手段は、最後のロータと協同するスロット（そし
て、多くの場合、すべてのスロットにおいて）における
ガイドの形であることができ、そして、ロータと同時回
転的である高角度と低い角度との間でスロットの長さに
沿って変化する軸方向に対する角度で、空気を向けるよ
うに配置されている。
このように、空気流は、スロットの長さに沿って異な
る角度でスロットから流出する。
高角度から低角度に突然変化しないことが望ましく、
そこで、漸進的な変化のあることが好ましい。通常、ス
ロットの殆どは、１つの角度であり、スロットの残部、
通常一端は、他の角度であるが、所望により、角度は、
例えば、低角度からはじまり、高角度に増大し、次いで
低角度で減ずることができる。
スロットは、好ましくは協同するロータに沿って延び
る環状または部分環状ダクトであり、あるいは、一連の
隣接するオリフィスである。
追加の空気は、ロータ群から繊維を運び去るための第
２の空気供給手段から供給することができ、そして、結
合剤は、ロータと同軸にあるか、あるいはロータの周り
の室内に配置されたスプレー手段からスプレーすること
ができる。
工場生産性を向上させるために、いくつかの繊維形成
手段が結合されている。しかしながら、先行技術の繊維
形成手段では、必要な別々のロータの組を鏡像配置を与
えるように結合されていた。これでは、鉱滓綿の製造業
者が、必要な場合に、ロータ組のいずれかの交換のため
に供給する２つの異なる組のロータを貯蔵しておかなけ
ればならないという不利益を有する。
本発明によれば、ロータの各組が同一でかつ上記で定
義されたような、少なくとも２つの繊維形成手段からな
る鉱滓綿繊維形成装置が提供される。
このことは、従来技術に対する本発明の更なる利点を
示すものである。
本発明において繊維形成のために使用される鉱物は、
ここで定義されたような鉱滓綿を形成するために従来か
ら使用されている鉱物類のいずれであってもよい。好ま
しくは、製品は、例えば、岩、鉱滓、揮緑岩または玄武
岩から作られる石綿である。本発明がガラス綿の製造に
適用することができるが、好ましくは石綿の製造に使用
される。そのような材料は、当業界で周知のように、融
点と粘度との間の関係によって、セラミック繊維または
ガラス綿の製造のために使用される材料から区別され
る。それは、繊維が形成される間、80℃超過、多くの場
合100〜200℃の溶融範囲を有すべきであり、そして、典
型的には、1400℃超過、1700℃未満で溶融する。
本発明の特別の利点は、従来技術の方法と比較して、
得られた綿中における粗いショットの含有量が非常に低
いことである。
本発明を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の装置で使用するために組み立てられ
た１組のロータの正面図であり、 図２は、図１の１組のロータ及びそれらが使用される
ように配置されている採集室の線II−IIに沿った断面図
であり、及び 図３は、１つのロータの周りのスロットの詳細図であ
る。
図４は、いくつかの繊維形成手段の正面図である。
本発明の装置は、ハウジング３の全面２に取り付けら
れた一組のロータからなる。この組は、溶融炉から溶融
物を受け取る室の一端に位置している。各ロータは、ロ
ータを高周速で回転させる駆動軸に通常の方法で取り付
けられている。この組は、反時計回りに回転する上部ロ
ータ４、時計回りに回転する第２の繊維形成ロータ５、
反時計回りに回転する第３の繊維形成ロータ６、及び時
計回りに回転する第４の繊維形成ロータ７からなる。軸
受け及び駆動機構は、図示していない。空気スロット
８、９、10及び11は、それぞれロータ４、５、６及び７
と協同し、各スロットは、ロータの回りの一部だけに延
びている。一般的に、各スロットは、通常、ロータ組の
外部で、その協同するロータの周囲の少なくとも1/3に
延びている。一般的に、スロットは、ロータの周囲の2/
3または3/4以下で延びている。
各スロットは、ハウジング内の空気供給室に通じてい
る。
鉱物溶融物が図示された通路に沿ってロータ４上に注
がれ、点Ａで上部ロータ４を打ちつける。点Ａは、角度
Ｂ（即ち、Ａが第２ロータに向かう水平線と作る角度）
が水平線に対して40〜65゜、多くの場合水平線に対して
45〜60゜となるような位置にある。第２繊維形成ロータ
５は、最初のロータと同じかあるいは僅かに下方に位置
し、そこで、角度Ｃは、代表的には０〜20゜、多くの場
合約５〜10゜である。
この手段によって、最初のロータから第２のロータ上
に放出される溶融物が、第２ロータの周面上に実質的に
直角で（即ち、75〜105゜標準）衝突するのを確実にす
ることができる。同様に、角度Ｄ、Ｅ及びＦの合計は、
できるだけ小さくすべきである。Ｆは、水平線と、第３
及び第４ロータの軸を結ぶ線との間に含まれる角度であ
り、Ｅは、第３及び第４ロータの軸を結ぶ線と、第２及
び第３ロータの軸を結ぶ線との間に含まれる角度であ
り、一方、Ｄは、第１及び第２ロータの軸を結ぶ線と、
第２及び第３ロータの軸を結ぶ線との間に含まれる角度
である。好ましくは、Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆは、150゜以下で
あるが、一般に120゜以上であり、そして、最も好まし
くは、125〜142゜の範囲であり、約135〜140゜で最良の
結果が得られる。
Ａで上部ロータ４に衝突した溶融物のあるものは繊維
として放出されるが、あるものは、後続ロータ５上に放
出される。溶融物のあるものは、そのロータで繊維化さ
れ、残りは、通路13に沿って後続ロータ６上に放出され
る。かなりの量のこの溶融物は、スロット９がある領域
で、ロータ６上で繊維化されるが、あるものは、通路14
に沿って後続ロータ７上に放出される。かなりの量が、
通常の方向15で繊維化されるが、多くの量がスロット10
に含まれるロータ表面の残部でも繊維化される。
スロット８、９、10及び11は、各ロータの全外周には
延びていないので、通路12、13及び14の領域の空気流を
制御することができ、実際、実質的にゼロにすることが
できる。
好ましい装置においては、上部ロータ４は、約210mm
の直径を有し、約8,000rpmで回転し、約74,000m/s2の加
速力を与える。この値は、GB 1,559,117による従来の装
置に対する値、典型的には、それぞれ約180mm、3,900rp
m及び15,000/sと比較される。
第２のロータ（ロータ５）は、約280mmの直径を有
し、同じく8,000rpmまたはそれ以上の速度で回転し、約
98,000m/s2の加速力を与える（GB 1,559,117における代
表的な装置に対するそれぞれ約230mm、5,500rpm及び39,
000m/s2の値の比較される）。
第３のロータ（６）は、約280mmの同一直径を有し、
約9,000rpmで回転して、約124,000m/s2の加速力を与
え、GB 1,559,117による代表的な装置に対する314mm、
6,600rpm及び75,000m/s2の典型値と比較される。
最後のロータ（７）は、再び約280mmの直径を有し、1
1,000rpmで回転して、約186,000m/s2の加速力を与え、G
B 1,559,117による代表的な装置に対する330mm、7,000r
pm及び89,000m2/s2の典型値と比較される。
スロットから流出される空気は、前述の実施例におい
て、好ましくは約100〜200m/sの線速度を有する。この
空気の流れは、スロット内のブレード25の配列によっ
て、軸方向と接線方向の成分を持つことができる。
各スロット内には、ブレード25が協同するロータの軸
方向に対してある角度で取り付けられている。この角度
は、代表的に０〜42゜の範囲の値で、予め決定すること
ができる。例えば、スロット10において、領域Ｇ〜Ｈの
角度をＧにおける０゜からＨにおける約20゜に増大する
ことができ、そして、領域Ｈ〜Ｉにおけるブレードの角
度を42゜で実質的に均一にすることができる。同様に、
スロット10において、角度をＪにおけるゼロからＫにお
ける約20゜まで増大することができ、そして、領域Ｋ〜
Ｌを通して約42゜の角度で実質的に均一にすることがで
きる。
スロット８では、より小さな角度、代表的には約15〜
30゜、多くの場合約20または25゜の均一の角度を有する
ようにするのが好ましい。
各スロットの内部縁24は、その協同ロータと同軸であ
るのが好ましく、また、協同ロータと実質的に同じであ
る直径を有するのが好ましい。
結合剤噴霧器18が各ロータの前面に中央ノズルとして
取り付けられ、ロータから吹き出される繊維に結合剤を
噴射する。これに代えて、またはこれに加えて、別の結
合剤噴霧器を、例えば、一組のロータの下方または上方
に、実質的に軸方向に向けて設けてもよい。
繊維形成室は、ピットに落下するパール及び他の繊維
を集めて溶融室にそれらを再循環する二軸スクリュー21
を有するピット20からなる。コンベア22は、繊維を集め
て紡糸室からそれらを運び出す。空気が二次空気リン
グ、例えば、ハウジング２の前面の周り及び／またはハ
ウジング２の前面中及び／または下に配設された複数の
オリフィス23を介して付勢される。この二次空気リング
は、軸方向空気流を供給して、ロータから繊維の軸方向
輸送を促進し、かつ、それらの堆積速度及び結合剤との
混合を制御する。
環状スロットの内部縁24がロータ６の周囲の外縁と実
質的に同じ直径を有し、また、ブレード25がスロット中
に実質的に半径方向に設けられていることが図３から理
解される。所望ならば、それらは、一定の角度で配置し
てもよいのは勿論である。ブレードの先端を25として示
し、また、ブレードの側面を26として示す。図３におい
て、位置Ｘは図１のＩ、即ち、ブレードが約42゜で配置
されている場合にほぼ対応し、位置Ｙは位置Ｈ、即ち、
ブレードが約20゜で配置されている場合に対応し、そし
て、位置Ｇは位置Ｚ、即ち、ブレードが０゜で配置され
ている場合に対応する。かくして、真の軸流を促進す
る。
単一の空気供給口23しか図２には示していないが、一
般に前方に空気を導くロータの下に取り付けられる複数
の空気スロットをそれぞれ取り付けてもよい。これらの
いくつかあるいは全部は、相対的に水平にあるいは相対
的に垂直にあるいはその他の方向に傾けることができる
ように旋回軸的に取り付けられる。また、それらは、ス
ロットからの空気の方向を制御するブレードを有するこ
とができる。また、ブレードは、脈動する空気流を供給
するために、使用中に往復できるように、往復運動する
よう取り付けることができる。一般に、スロットは、空
気を上方及び前方に向けるようにするために、上方に向
ける。空気流れの適当な選択によって、もしあればそれ
らの動きによって、スロットから空気が周面に平行に排
出されるときに壁面噴射が形成されるため、繊維の採
集、結合剤の分布、及び最終製品の特性を最適化するこ
とができる。
空気を本当のスロットから供給することは便利である
が、同様の効果は、ロータの表面を越えて連続した空気
のカーテンを供給する他の手段によって達成することが
できる。例えば、スロットに対する図面中に示された箇
所において、壁面ロータの周りに配置された一連の近接
したブラスト・ノズルがあり、これによって壁面噴射が
形成される。
図４において、同じ参照番号は、図１〜３と同じ装置
機構を示す。別個の空気流路35が各組のロータに対して
設けられており、溶融炉に通じている。
本発明によれば、溶融物の改良された繊維形成が得ら
れ、そして、本発明では、特に、最終鉱滓綿中の63μｍ
を越えるショットの量が、通常の小さな上部ロータが使
用されるときに代表的に存在する量と比較して、減少す
る。大きなショット（250μｍ超過）の量は減少する。
繊維の長さを基礎とする平均径は、減少する。
下記は、１実施例である。本発明の好ましい装置にし
たがう４輪紡糸機の上部ロータ４上に5t/hの溶融物を注
いだ。そして、GB1559117で述べられているような公知
の装置を使用して作られた普通の綿と比較して、下記の
結果を達成することができた。
本発明の装置からの結果ロータ rpm Ｖ周ロータ Ｖ空気スロット ４ 8000 88m/sec 80−140m/sec ５ 8000 177m/sec ６ 9000 131m/sec ７ 11000 161m/sec ロータ４と５との間の角度C: ９゜ 溶融物の量： 5t/h 綿の収率： 87％ 綿中の250μｍを越えるショットの量： ２〜３％ ５μｍを越える繊維の含有量： 10％ 35kg/m3でのλ： 33.5mW/m゜K 公知の装置からの結果ロータ rpm Ｖ周ロータ Ｖ空気スロット ４ 3800 38m/sec 80−140m/sec ５ 5500 120m/sec ６ 6600 108m/sec ７ 7000 122m/sec ロータ４と５との間の角度C: 26゜ 溶融物の量： 5t/h 綿の収率： 87％ 5mmを越える繊維の含有量： 25％ 綿中のμｍを越えるショットの量： ３〜５％ 35kg/m3でのλ： 34.5mW/m゜K Ｖ周ロータ＝ロータの周速 Ｖ空気スロット＝スロットから排出される空気の線速 λ＝所定の密度（35kg/m3）での熱伝導率 ショット含有量は、DIN規格No.4188にしたがって測定
した。粗い繊維の含有量は、光学顕微鏡または電子走査
型顕微鏡を用いて、標準累積長さ基準法の助けを借りて
測定した。また、平均繊維径は、50％フラクチル（frac
tile）で表される標準累積長さ基準法に基づいて測定し
た。
これらの結果は、本件発明の装置が標準的な綿よりも
粗いショットの含有量が低く、かつ、微細な繊維の量が
高い綿を提供することを示している。これらの改良され
た特性により、本発明の綿が所定の密度において、標準
的な面よりも低い熱伝導率を有するという更なる利点が
得られる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−239135（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182133（ＪＰ，Ａ) 米国特許3159475（ＵＳ，Ａ) 米国特許4668267（ＵＳ，Ａ) 米国特許3303009（ＵＳ，Ａ) 仏国特許出願公開2609708（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/05

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実質的に水平な異なる軸を中心に回転する
    ために取り付けられた少なくとも３個のロータの組であ
    って、これらのロータが回転すると、上部ロータの周辺
    上に注がれた溶融物が次々に後続のロータの周辺上に投
    げ出され、そして、繊維がロータ群から放出されるよう
    に配置されたロータ組からなる鉱滓綿を形成する繊維形
    成装置であって、 上部ロータは、駆動手段を備え、かつ、少なくとも約50
    km/s2の加速度場を与えるように回転することができる
    大きさを有しており、第２及び第３のロータは、それぞ
    れ上部ロータよりも大きい加速度場を与えるような大き
    さを有しかつそのように回転することができ、そして、
    上部及び第２のロータの軸は、上部ロータの軸から第２
    のロータの軸に引かれたラインが水平線より下方に０〜
    20゜の角度を作るように配置されていることを特徴とす
    る繊維形成装置。
  2. 【請求項２】４個のロータが存在する請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】最後のロータの上部ロータに対する直径の
    比が1.1:1〜1.5:1である請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】上部ロータが120〜250mmの直径を有し、か
    つ、最後のロータが180〜330mmの大きい直径を有する請
    求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】角度Ｂが40〜65゜であり、かつ、角度Ｃ、
    Ｄ、Ｅ及びＦの合計が120〜150゜である請求項１ないし
    ４のいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】空気供給スロットが各ロータと協同してお
    り、かつ、各スロットが協同するロータの外径と実質的
    に同じ内径を有する請求項１ないし５のいずれか１項記
    載の装置。
  7. 【請求項７】繊維形成室と、吹き飛ばされた繊維をウエ
    ブとして採集し、ロータの組から運び去るための、該室
    の基部に設けられたコンベヤーからなる採集手段をも含
    む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】さらに、次のまたはそれぞれ次のロータと
    協同して、ロータの周りにかつ近接して延び、ロータの
    周辺近くかつ実質的に平行に、そのロータ周辺から軸方
    向に鉱滓綿繊維を運ぶ軸流成分を有する空気ブラストを
    放出する空気供給スロット、及び 軸方向に対して放出空気の角度を選択する指向手段であ
    って、 少なくとも１組のロータの最後のロータと協同するスロ
    ット中の前記指向手段が、該ロータと同時回転的である
    高角度と低角度の間でスロットの長さに沿って変化する
    軸方向に対する角度で空気を導くように配置されている
    指向手段を備えた請求項１ないし７のいずれか１項に記
    載の装置。
  9. 【請求項９】実質的に水平な異なる軸を中心に回転する
    ために取り付けられた少なくとも３個のロータの組であ
    って、これらのロータが回転すると、上部ロータの周辺
    上に注がれた溶融物が次々に後続のロータの周辺上に投
    げ出され、そして、繊維がロータ群から放出されるよう
    に配置されたロータ組からなる鉱滓綿を形成する繊維形
    成装置を用いて鉱滓綿を製造する方法であって、1300〜
    1700℃の温度を有する鉱物の溶融物を上部ロータに注
    ぎ、そして、形成された繊維を採集することからなり、
    第２及び第３のロータは、それぞれ上部ロータよりも大
    きい加速度場を与えるような大きさを有しかつそのよう
    に回転し、上部ロータは、50km/s2を越える加速度場を
    与えるような大きさを有しかつそのように回転し、そし
    て、上部及び第２のロータの軸は、上部ロータの軸から
    第２のロータの軸に引かれた線が水平線より下方に０〜
    20゜の角度を作るように配置されていることを特徴とす
    る方法。
  10. 【請求項１０】上部ロータが、50〜150km/s2の加速度場
    を与えるような大きさを有しかつそのように回転する請
    求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】組中の最後のロータが、上部ロータの加
    速力の２〜４倍の加速力を与えるような大きさを有しか
    つそのように回転する請求項９または10記載の方法。
  12. 【請求項１２】溶融物が石であり、かつ、生成物が石綿
    である請求項９ないし11のいずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】一組中に４つのロータがある請求項９な
    いし12のいずれか１項記載の方法。
  14. 【請求項１４】組中の最後のロータの上部ロータに対す
    る直径の比が、1.1:1〜1.5:1である請求項９ないし13の
    いずれか１項記載の方法。
  15. 【請求項１５】上部ロータが120〜250mmの直径を有し、
    かつ、最後のロータが180〜330mmの直径を有する請求項
    ９ないし14のいずれか１項記載の方法。
  16. 【請求項１６】各ロータと協同する空気スロットが存在
    し、そして、各スロットは、協同するロータの外径と実
    質的に同じ内径を有しており、軸流成分を持つ空気ブラ
    ストがロータの周辺に近接しかつ実質的に平行に排出さ
    れ、該周辺から軸方向に鉱滓綿を運ぶ請求項９ないし15
    のいずれか１項に記載の方法。
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