JP4188614B2 - ガラス繊維製造方法および同製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心法によるガラス繊維の製造方法および同装置製造装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遠心法によるガラス繊維の製造方法と製造装置としては、米国特許第４６８９０６１号、及び特開平５−２１３６２５号が知られている。米国特許第４６８９０６１号公報に開示されているものは、回転体周壁部垂直方向に、複数の孔を設けない穴無し部を円周方向に配置し、孔よりの吐出繊維同士の干渉をしない部分として形成することで、繊維の引張強度を増加させるものである。
【０００３】
また、特開平５−２１３６２５号公報に開示されているものは、高温気体引伸を伴う内部遠心放射によるガラスまたは他の熱可塑性材料からの繊維形成方法および装置であって、改良された送風リングにより遠心機周縁面のオリフィスの最下列を少し過ぎた位置で一緒になる、独立した冷たい分岐噴射流を形成し、これにより該周縁面の高さよりも上で冷い気体の層を形成し、従来に比べて均質な優れた機械的性質を有する繊維を提供するものである。
【０００４】
しかしながら、米国特許第４６８９０６１号に開示された方法では、繊維同士の干渉をしないために部分的に穴無し部を形成したものであり、回転体の寿命を延長する手段としていることは開示されていない。また、繊維同士の絡まり（タフト）を生じないために回転体周壁部に孔無し列を形成しているが、例えば、グラスウール低密度品のように圧縮復元率が高い製品においては、むしろ繊維同士の絡まりを若干有するほうが、繊維によるスプリング効果により圧縮復元率は向上する。また、開示方法では穴無し部は周壁部円周方向のみであり、回転体であるため、むしろ垂直方向での繊維の絡まりは生じていると思われる。また開示方法では、回転体単位当たりの生産量を上げるためには回転体周壁部孔を垂直及び／または円周方向に多数設置しなければならず、繊維長、繊維綿質、繊維集綿分布等を制御する場合には別に多大な装置を設置し、操業操作に熟練性を有しなければならず、設備費、ランニングコスト等が増加してしまう。また、回転体周壁部の孔を多数配置するような場合、より生産量の増加を行うには回転体形状の大型化や孔配置間隔を狭くする等が必要になり、回転体の使用経時変化等による回転体形状の変形量がより増大してしまう。
【０００５】
また、特開平５−２１３６２５号公報に開示された方法では、遠心機より延伸された繊維が送風リングからの噴出流に衝突するまでに繊維は繊維長、繊維綿質等を調整するだけのガラス粘性を有せず、噴射流が衝突する時にはかなりガラス繊維化が進み、高圧空気等の使用量が多くないと繊維を切断等行うことは困難となってしまう。また、噴射孔の穴径、穴ピッチ等を改善しているが、高圧空気を使用しており、ランニングコストの増加及び噴射孔のメンテナンス等が必要であり、また、環状高圧送風リングは構造が難しく、製作費用が増加してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術の現状に鑑み、本発明は、回転体の寿命を延長化し、回転体単位当たりの生産量を向上せしめるため、回転体周壁に穿孔する孔を垂直及び／又は円周方向に多くして繊維生産を増大でき、生産コストの上昇を抑えることを可能ならしめ、しかも各種ガラス繊維製品に要求される繊維長、繊維綿質、繊維集綿分布等の特性を有する良質のガラス繊維を連続的に紡糸できる製造方法及び製造装置の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、遠心法により中空円筒状回転体（１）内の溶融ガラス（Ｂ１）を、該回転体（１）を加熱しつつ高速回転させ、遠心力の作用で該回転体（１）の周壁部（２）の孔（３Ａ）から吐出させてガラス繊維を製造するガラス繊維製造方法において、前記周壁部（２）に、回転軸心方向（Ｖ）に延びる孔無し部帯と 、多数の孔（３Ａ）とを設け、各々の孔（３Ａ）孔から溶融ガラスを吐出させ、一次線条（Ｐ）を形成し、該一次線条（Ｐ）を、前記周壁部（２）の外周域で、回転軸心方向（Ｖ）と略平行方向下方へ噴出する火炎（Ｇ）流中に導入させて二次繊維に細繊化し、該二次繊維を含む火炎流（Ｇ）の進行方向に対して、略平行方向に、前記火炎流（Ｇ）の周縁の円周方向に連続して又は間隔を置いて環状に開口される気体吐出口（１５）から気体（Ｚ）を噴出させ、前記二次繊維の繊維長、繊維綿質及び／又は繊維集綿状態を調整するとともに、前記二次繊維を含む火炎流（Ｇ）の進行方向に対して鋭角（α）方向から圧縮気体（Ｓ）を噴出させて二次繊維に衝突させるという構成とした。
前記周壁部（２）には、更に、円周方向（Ｃ）に延びる孔無し部帯が設けられていてもよい（請求項２）。
【０００８】
前記気体吐出口（１５）を、前記周壁部（２）の外周面から少なくとも１５〜３０ｍｍ離れた位置で、前記周壁部（２）の多数の孔（３Ａ）のうち最上段の孔の位置から回転軸心方向に少なくとも２〜８ｍｍ上方の位置に開口させてもよい（請求項３）。
【０００９】
請求項４の発明では、溶融ガラス供給装置と、周壁部（２）に多数のガラス吐出の孔（３Ａ）を有し高速回転する中空円筒状回転体（１）とよりなるガラス繊維製造装置において、前記中空円筒状回転体（１）の周壁部（２）に、回転軸心方向（Ｖ）に延びる孔無し部帯と、ガラス繊維の一次線条形成用の多数の孔（３Ａ）とを設け、前記周壁部（２）の上縁外周域に、該回転体（１）と同心円状で、かつ回転軸心方向（Ｖ）と略平行方向下方へ開口する火炎流（Ｇ）吐出用の複数の火炎吐出口（１０）を有する環状の延伸バーナ（９）が配設されているとともに、該延伸バーナ（９）の外周に、前記周壁部（２）の外周上縁と同心円状で、かつ回転軸心方向（Ｖ）に対して、略平行方向下方に環状に、連続して、又は間隔を置いて開口される二次繊維形成用の気体吐出口（１５）を有する気体吐出リングが配設され、かつ回転軸心方向下方の火炎流進行方向と鋭角（α）方向へ開口する圧縮気体吐出口（１３）を有する圧縮気体吹出しノズル（１２）が配設されているという構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明は、図１に示す製造装置の実施例に示すごとく、遠心法により中空円筒状回転体１内の溶融ガラスＢ１を、該回転体１を加熱しつつ高速回転させ、遠心力の作用で周壁部２の孔３Ａから吐出させてガラス繊維を製造するガラス繊維製造方法である。
【００１３】
中空円筒状回転体１の周壁部２には、図１ないし図４に示すごとく、多数の孔３Ａ、３Ａを穿孔する間に、回転軸心方向（矢印Ｖ方向）に孔無し部３Ｃ、３Ｃの孔無し部帯を設ける。更に、円周方向（矢印Ｃ方向）に孔無し部３Ｂ、３Ｂの孔無し部帯を設けて、回転軸心方向の孔無し部３Ｃおよび円周方向の孔無し部３Ｂの双方の孔無し部帯を設けてもよい。
【００１４】
前記孔３Ａ、３Ａから、図６に示すごとく溶融ガラスＢ１を吐出させ、一次線条Ｐを形成し、該一次線条Ｐを、前記中空円筒状回転体１の周壁外周域で、回転軸心方向Ｖと略平行方向下方へ噴出する火炎流Ｇ中に導入させて二次繊維を細繊化し、該二次繊維を含む火炎流Ｇの進行方向に対して、略平行方向に、前記火炎流Ｇの周縁の円周方向に連続して又は間隔を置いて環状に開口される気体吐出口１５から気体流Ｚを噴出させ、前記二次繊維の繊維長、繊維綿質を調整したり、繊維集綿状態を調整したり、または前記二次繊維の繊維長、繊維綿質および繊維集綿状態のいずれをも調整したりする。
【００１５】
更に、前記二次繊維を含む火炎流Ｇの進行方向（図６中、下方向）に対して鋭角方向（角度αの方向）から圧縮気体流Ｓを噴出させて二次繊維に衝突させる。
【００１６】
請求項３の発明は、気体吐出口１５の開口位置を、中空円筒状回転体１の周壁部２の外周面から、少なくとも１５〜３０ｍｍ離れた位置で、かつ前記周壁部２に穿孔される多数の穴３Ａのうち最上段の孔３Ａの位置から回転軸心方向に少なくとも２〜８ｍｍ上方の位置に開口させる。
【００１７】
図１および図６は請求項４の発明における製造装置の一実施例を示したものである。次に、これら図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１において、回転体１の上部には、ガラス溶融炉４とこれに続く前炉５が配設されており、該前炉５の下側に溶融ガラス吐出ノズル６が形成され、該溶融ガラス吐出ノズル６から溶融ガラスＢが、下方にある回転体１の中空円筒内部に流下供給されるようになっている。
【００１８】
図２から図４は、回転体１の周壁部２の部分拡大側面図であり、前記周壁部２に穿孔された孔３Ａ群の実施例であって、周壁部２の円周方向（図中矢印Ｃ方向）および回転軸心方向（矢印Ｖ方向）に孔３Ａ、３Ａが穿孔されており、孔が穿孔されていない部分（破線状の部分）である円周方向孔無し部３Ｂ、３Ｂの孔無し部帯が円周方向に配設され、また周壁部２の回転軸心方向（図中矢印Ｖ方向）に孔３Ａ、３Ａが穿孔されていない部分である軸心方向孔無し部３Ｃ、３Ｃの孔無し部帯が配設されているそれぞれ異なる実施例である。
【００１９】
周壁部２の多数の孔３Ａ群の間に配設される孔無し部帯としては、軸心方向孔無し部３Ｃ、３Ｃの列のみを配設したものでもよく、また、円周方向孔無し部３Ｂ、３Ｂと軸心方向孔無し部３Ｃ、３Ｃの双方の列を配設したものでもよい。
【００２０】
尚、図２では、孔３Ａが穿孔されていない部分が回転体周壁部２の円周方向に孔無し部３Ｂが１列、垂直方向（回転軸心方向）に孔無し部３Ｃが１列示されているが、必ずしもこれに限定されるものではない。それぞれ複数列設け、孔無し部帯を形成してもよい。
【００２１】
また、図１、図６に示すごとく、回転体１は、駆動装置（図示省略）で回動されるベルト７が回転軸８と連結され、回転体１の高速回転可能とされており、該回転体１の上縁外周に、同心円状に環状の延伸バーナ９が配設されており、該延伸バーナ９の火炎吐出口１０が、回転体１の垂直円筒状の周壁部２の外周面母線方向（回転軸心方向Ｖ）と平行で下側に開口されており、燃焼室１１の燃焼排ガスの火炎流Ｇが前記延伸バーナ９から周壁部２の外周面母線方向に沿って略垂直下方へ噴出するように構成されている。
【００２２】
また、燃焼室１１の下側で、かつ延伸バーナ９の火炎吐出口１０の外周に、回転体１の周壁部外周上縁と同心円状で、周壁部２外周面母線方向に対し、略平行方向下方に環状に、連続し又は間隔を置いて開口された気体吐出口１５を有する気体吐出リング１６が配設されている。
【００２３】
また、燃焼室１１の下側で、かつ延伸バーナ９の火炎吐出口１０の外周に、回転体１の上縁外周と同心円状で前記気体吐出口１５を有する気体吐出リング１６の下方に複数の圧縮気体吐出ノズル１２が配設されており、該圧縮気体吐出ノズル１２には、回転体１の回転軸心方向に対し、下方鋭角α方向に開口する圧縮気体吐出口１３が形成されている。尚、符号１４は回転体１の内部を加熱するための加熱バーナである。
【００２４】
回転体１は、駆動装置によりベルト７を介して高速回転すると共に、加熱バーナ１４で回転体１の内部が加熱されており、該回転体１の上部に位置するガラス溶融炉４の前炉５の溶融ガラス吐出ノズル６から溶融ガラスＢが回転体１の中空円筒内部に垂下供給される。溶融ガラスＢは、前炉５の溶融ガラス吐出ノズル６から先細り状の円錐形状として吐出され、円筒体１の内部へ落下供給される。
【００２５】
回転体１の内部へ供給された溶融ガラスＢは、回転体１の高速回転力を受け、遠心力によってＢ１に示すごとく周壁部２の内周面をせり上がると共に、該周壁部２に穿孔された複数の孔３Ａ、３Ａから該周壁部２外部へ吐出され、一次繊維線条Ｐに形成される。
【００２６】
回転体１の周壁部２に穿孔される孔３Ａの群には、回転軸心方向の孔無し部３Ｃの列よりなる孔無し部帯を設けたり、又は前記孔無し部３Ｂおよび３Ｃ双方の列よりなる孔無し部帯を設けたりして、孔３Ａの群を分割する。前記孔無し部３Ｂ１列よりなる孔無し部帯を設ければ、孔３Ａの群は円周方向は上下に２分割され、前記孔無し部３Ｃ２列よりなる孔無し部帯を設ければ、孔３Ａの群は、回転軸心方向に２分割される。円周方向孔無し部３Ｂ、回転軸心方向孔無し群３Ｃの配列は適宜に設けることができ、後述する段落番号００２８、段落番号００２９に示すごとく、異なる配列も考えられるが、高速回転する回転体１のダイナミックバランスや周壁部２の強度上の考慮も必要である。円周方向孔無し部３Ｂの列を２列並列に設けて孔無し部帯を設けることも出来、此の場合円周方向に幅広の帯状の孔無し部帯が形成される。周壁部２の孔３Ａの群の間に円周方向孔無し部３Ｂを１列または２列設けて孔無し部帯を設け、回転方向孔無し部３Ｃの列よりなる孔無し部帯を、円周上に略等間隔に１０列程度設けるのも一次線条Ｐの分布および周壁部の強度上からも好ましい。
【００２７】
また、孔３Ａ間の間隔は、周壁の円周方向、回転軸心方向の何れも従来技術における間隔でもよく、周壁部２の単位面積当りの孔密度を大きくし、孔無し部分に存在すべき孔数の減少を補うこともよい。孔無し部列よりなる孔無し部帯の存在により周壁部２の強度が増大するため、生産量の減少の問題も、或いは孔数を多くするため、周壁の高さを著しく高くするとか、回転体１の直径を大きくする等にも問題は全く無く、逆に孔無し部列よりなる孔無し部帯の存在により、回転体１の熱疲労による直径の膨張を抑制できるため、回転体１の周壁部２の高さを高くしたり、回転体１の直径を大きくする等による生産量の増加を行うには大変有効であり、ランニングコストの軽減等が十分に行える利点を生ずる。
【００２８】
図３は、孔３Ａの別の配列の実施例であって、複数の孔３Ａの円周方向の列のうち、図３において軸心方向（Ｖ方向）の３列目、４列目の２列を孔無し部３Ｂの列よりなる孔無し部帯とした孔３Ａの配置例であり、また孔無し部３Ｃの列を円周方向左右に２列配置した実施例である。
【００２９】
図４は、Ｖ字形に軸心方向孔無し部３Ｃ、３Ｃを配置した孔３Ａの別の実施例である。図５は、周壁部２の外周面に軸心と斜方向に孔無し部３Ｃを配置した例である。
【００３０】
なお、孔無し部３Ｂ、３Ｃの配列は、図２〜図４に限られたものではなく、その他各種の配列を適用できるが何れの場合でも、周壁部２の軸心方向に孔無し部３Ｃを配設することが必要である。
【００３１】
図１、図６に示すごとく、回転体１の周壁部２の外周には、該回転体１を囲む環状の延伸バーナ９の火炎吐出口１０から周壁部２外周面母線方向と略平行方向に下方に向け火炎流Ｇ噴出され、前記一次線条Ｐが火炎流Ｇ中に導入され、前記一次線条Ｐが細繊化されて二次繊維が形成される。図６は、一次線条Ｐを火炎流Ｇ中に導入する場合の説明図である。一次線条Ｐは、火炎流Ｇの幅ａ内の距離を保って導入されるため、該一次線条Ｐは火炎流Ｇの有効な伝熱、引き延ばし作用を充分に受けて細繊化することができる。
【００３２】
また、細繊化された二次繊維に、気体吐出ノズル１６の気体吐出口１５から噴出される気体流Ｚを衝突させて二次繊維の繊維綿質、繊維長を調節し、且つ圧縮気体吐出ノズル１２の圧縮気体吐出口１３から噴出する圧縮気体流Ｓを衝突させて二次繊維を所定繊維長に更に切断する。気体吐出ノズル１６からの気体流Ｚは、気体吐出口１５から例えば圧力３０００ｍｍＨ_２Ｏ以下程度の圧力で噴出されるが、必ずしもこれに限られたものではなく、例えば高圧気体、蒸気のような気体流を適宜使用してもよい。また、気体噴出速度は２２０ｍ／ｓ以下であり、好適には１８０ｍ／ｓがよいが、必ずしもこれに限られたものではなくてもよい。このような気体噴出速度の場合、回転体１から吐出した溶融ガラス繊維の一次繊維Ｐに気体吐出口１５から噴出される気体流Ｚが衝突しても二次繊維化に問題がなく、過剰な繊維の引き延ばし、冷却によるガラス繊維化を早める等は起らない。気体噴出速度が２２０ｍ／ｓより速くなると繊維の引き延ばし、過剰冷却によるガラス繊維化を早め、繊維切断が困難になる等の問題を生ずる。気体流の噴出角度は火炎流Ｇの流れ方向に対して略平行方向が好ましいが流れ方向に対して±１５°以内であれば問題ない。尚、二次繊維に気体流Ｚを衝突させて二次繊維の繊維綿質、繊維長を調節し、その後に圧縮気体流Ｓを、気体流Ｚの衝突後に二次繊維に衝突させて繊維を更に切断する場合、圧縮気体流Ｓは、圧縮気体吐出口１３から圧力３kg／cm^２程度の高速で噴出される。その際の噴出の角度（鋭角）αは、火炎流Ｇの流れ方向に対して１５〜３０度程度が好ましい。尚前記両気体流Ｚ、Ｓの噴射量、噴射圧力、噴射角度を適宜選択すれば、得られる二次繊維の繊維綿質、繊維長を自由にコントロールすることができ、尚且つ二次繊維をガラス繊維製造装置の集綿コンベア（図示せず）上に集綿する集綿分布の調節にも二次繊維の落下方向制御を行えるため、好適である。
【００３３】
しかし、二次繊維と気体流Ｚとの接触及び圧縮気体流Ｓとの衝突に際しては、図６に示すように、周壁部２の孔３Ａから吐出した一次線条Ｐが火炎流Ｇにより細繊化され、ガラス粘性が繊維綿質、繊維長を充分に調整できる状態で気体吐出口１５よりの気体の噴射流Ｚと接触しなければならない位置に該気体吐出口１５の孔があること、周壁部２に噴出流によって温度低下を生じないこと、火炎流Ｇの温度低下を生じないようにすること、また周壁部２の最下端縁Ｒが圧縮気体の噴射流Ｓによって温度低下を生じないこと及び前記細繊化に影響を与えないようにすること等の考慮が必要である。
【００３４】
図６に示すごとく、気体吐出リング１６の気体吐出口１５は火炎流Ｇの流れ方向に対して略平行方向に前記火炎流の周縁に、円周方向に連続して又は間隔を置いて環状に穿孔されるが、好適には気体吐出口１５からの気体流Ｚが圧縮気体吐出ノズル１２よりの圧縮気体流Ｓに接触しないような位置に気体吐出口１５が穿孔されことが好ましい。気体吐出口１５の孔径は０．５〜４．０ｍｍ、孔数は５０〜２５０個がよく、好適には孔径１．５〜２．６ｍｍ、孔数１００〜２００個が更に好ましい。請求項３に示すごとく、気体吐出口１５の位置は、回転体１の周壁部２の上段の穴から火炎流Ｇの上流方向に２〜８ｍｍ、好ましくは５ｍｍの位置で、周壁部２の外周面から１５〜３０ｍｍ好ましくは２０ｍｍ離れた位置に配置する。この配置により、二次繊維の繊維綿質、繊維長、繊維集綿分布をより容易に制御しうる。前記気体流Ｚ更に圧縮気体流Ｓに関しては、火炎流Ｇ中を通過した一次線条Ｐが該火炎流Ｇにより二次繊維に細繊化され、繊維化直後の硝子の粘性が繊維の繊維径を細繊化できる程度に保たれた状態にあり、圧縮気体吐出ノズル１２からの圧縮気体噴射流Ｓにより二次繊維を所定の状態に冷却することで、繊維の綿質を自由にコントロールし、柔軟性のある繊維等が得られる。また所定の状態に冷却するため、繊維の長さも圧縮気体吐出口１３からの圧縮気体流Ｓで更に切断できる程度に硝子の粘性を有している。また気体吐出ノズル１５は火炎流Ｇの流れ方向に対して略平行方向に配設されているので、二次繊維の集綿分布を回転体１の回転軸８の中心近傍に集積でき、または集綿機コンベアー幅方向に集積させるようにする等も行える。
【００３５】
圧縮気体吐出ノズル１２の数は、回転体１の直径が４００ｍｍの場合、２０〜３０個が望ましく、２０個より少なくなると繊維長が長くなる方向になり、また、３０個より多い場合は繊維長を短くする顕著な効果が認められず、逆に圧縮気体の消費量が増大し、コストアップになるため好ましくない。また、圧縮気体吐出口１３は、スロット形状とされ、短辺が０．４〜１．０ｍｍ、長辺が７〜１５ｍｍの範囲、好ましくは０．５ｍｍ×１０ｍｍのスロットを使用する。スロットの配置は回転体１の周壁部２から半径方向に３５〜６０ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ離れた位置がよく、高さ位置は回転体１の周壁部２の孔３Ａの最上段から５〜３０ｍｍ下、好ましくは２０ｍｍ下がよい。
【００３６】
表１は、低密度品における標準ガラスと硬質ガラスの本発明による製造法の実施例と従来の繊維の製造法の製造例とを比較したものである。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１から明らかなように、等量製造した場合、本発明は従来法と比較して生産品の圧縮復元率が大幅に増加している。また、回転体寿命も標準ガラスで１５％、硬質ガラスで１０％の延長化を行えている。これは、従来技術に比べて繊維の調整がより精密に行え、繊維綿質の向上と繊維長の適正長さにより、製品内繊維分布の向上、バインダー付着率の向上等によるものである。また、回転体寿命は、回転体を使用した経過時間とその時の平均繊維径で従来技術と同等となるまでの時間を比較した。また、平均燃料ガス量は回転体を使用した経過時間で使用した燃料ガス量の算術平均で示したものである。また、平均繊維径は、回転体を使用した経過時間での繊維径算術平均で示したものである。なお、表１および後述する表２中、周壁部２に穿設される孔配列および孔無し部帯の配列については、図９および図１０の各説明図に示す。図９は本発明における孔３Ａ列、円周方向孔無し部３Ｂ列よりなる孔無し部帯および軸心方向孔無し部３Ｃよりなる孔無し部帯の配列説明図、図１０は従来列の孔のみの配列説明図である。
【００３９】
回転体１の周壁部２に穿孔する孔３Ａ群は周壁部２の円周方向の孔の列の上段から軸心方向下方向の３〜１０列目に孔無し列を１列以上配設する。これは回転体１の使用経時変化による膨張を抑制するための補強とするためである。回転体１は使用時間が経過するに従い、延伸バーナ９による熱の影響と回転体１の熱バランスの崩れ、また回転体材料の熱疲労により回転体１の周壁部２の変形が起こり、それにより延伸バーナ９による一次線条Ｐを二次繊維化する過程での一次線条Ｐの流出バランスが崩れ、二次繊維の繊維径の増大、繊維長の延長、繊維綿質の悪化を招き、製品の不良化を防止するため、回転体の早期交換等を行わなければならない。従って、好ましくは上段から８列目に孔無し列１列を設けることがよりよい。
【００４０】
表２は、中高密度品における標準ガラスと硬質ガラスの本発明による繊維の製造方法と従来の繊維の製造法とを比較したものである。尚、ここに標準ガラスとは、図７に示すように、１０７０℃で約１０００ポイズの粘度を有する硼酸（Ｂ_２Ｏ_３）を含有するガラス又は無硼酸ガラスであり、また硬質ガラスとは１２００℃で約１０００ポイズの粘度を有する硼酸（Ｂ_２Ｏ_３）を含有するガラス又は無硼酸ガラスである。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２からも明らかなように、本発明の方法と従来の方法で等量製造した場合、本発明の方法では燃料消費者が少なく、圧縮強度も改善されていることから、中高密度品の要求品質によく合致したガラス繊維が得られることがわかる。
【００４３】
尚、低密度品の場合、良好な圧縮復元性を確保するためには、繊維長と繊維綿質の関係で繊維長は長すぎず、繊維綿質は柔軟性を有することが必要である。図８は、本発明によって得られた圧縮復元率を要求される低密度品の関係図であり、繊維長は長すぎず、繊維綿質は柔軟であった。また、本発明によって得られた硬さ・剛性を要求される中高密度品の繊維長と繊維綿質との関係は、繊維長は短く、繊維綿質は適正な硬さ・剛性を有している。即ち、本発明によれば、低密度品、中高密度品等、何れの品種に対しても、要求される製品品質特性に応じた繊維長と繊維綿質を容易に得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の製造方法の発明では、回転軸心方向に延びる孔無し部帯を設けて円周方向に多数の孔を不連続に穿孔することで、遠心力によって該複数の孔から一次線条を吐出させ、周壁部外周で、該一次線条を火炎流に導入して細繊化された二次繊維を長期にわたり安定して形成することができ、更に該二次繊維に火炎流に対して略平行方向から気体を噴出し二次繊維に接触することで細繊化時の繊維綿質及び繊維長、集綿分布をより効果的に調節でき、また、その後に火炎流に対して鋭角方向から圧縮気体を噴出し衝突させることで繊維長の所望長さの切断ができ低密度品又は中高密度品の如何にかかわらず、要求される繊維径、繊維綿質、繊維長等が得られ、各種品質特性を長期にわたり安定して簡単に得ることができる。また、本発明により、ガラス繊維の生産性を向上できると共に、回転体の寿命の延長化によるコスト削減と回転体の寿命の延長による繊維径分布の変化が少なくなることによる延伸バーナのトータル燃料消費量を低減することができる各種の効果を奏する。
【００４５】
請求項３の発明では、気体吐出口の位置を限定することにより、繊維径、繊維綿質、繊維長等の各種品質特性の特に優れたガラス繊維の製造を達成し得る効果を奏する。
【００４６】
請求項４の製造装置の発明では、請求項１の各種の効果に加えて、円周方向に、多数の孔を不連続に穿孔することで、回転体の強度が向上し、そのため回転体の寿命を著しく向上する効果を奏し、孔の変形を防止するため、製品が長期にわたり安定した品質を得られる効果を奏し、また増産をより促進しうるところの回転体の大型化、周壁部の高さの増加等も可能となる効果を奏すると共に、火炎流に対して略平行方向から気体を噴出し二次繊維に接触することにより細繊化時の繊維綿質及び繊維長、集綿分布をより効果的に調節でき、またその後に火炎流に対して鋭角方向から圧縮気体を噴出し、衝突させることにより繊維長の所望長さの切断を連続工程で行うことができるという各種の効果を奏する。
【００４７】
また、気体吐出リングによれば、回転体の孔から吐出した溶融ガラスの一次繊維がガラス繊維化する前に、気体吐出口からの気体を、該一次繊維と接触しうる位置に配設させることができるため、ガラス繊維の繊維質、繊維長等を所望する状態に自由にコントロールでき、これにより従来技術では難しかった、低密度から中高密度品までの要求品質を自由にコントロールできるようになるという効果を奏する。
【００４９】
また、本発明によれば、孔無し部帯を設けることにより、延伸バーナからの火炎流による熱または回転体の遠心力等による変形を抑制する補強となり、回転体寿命を向上させることができ、また、孔の変形を防止できるため、同一平均繊維径を長期にわたり安定して得られることで、延伸バーナの燃料消費量を軽減することができ、長期にわたりガラス繊維の品質保持、生産増大、コスト軽減の諸効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１および請求項４の各発明の実施の一例を示す軸心断面立面図である。
【図２】孔および孔無し部の配置を示す実施例の周壁部の部分拡大側面図である。
【図３】孔および孔無し部の別の配置例を示す実施例の周壁部の部分拡大側面図である。
【図４】孔および孔無し部の異なる配置例を示す実施例の周壁部の部分拡大側面図である。
【図５】孔および孔無し部の更に異なる配置例を示す周壁部の部分拡大側面図である。
【図６】火炎、気体および圧縮気体それぞれの吐出口の配置を示す部分拡大断面立面図である。
【図７】ガラス温度−ガラス粘度関係線図である。
【図８】繊維綿質−繊維長の関係説明線図である。
【図９】本発明の孔および孔無し部の配列説明図である。
【図１０】従来例の孔のみの配列説明図である。
【符号の説明】
１ 回転体
２ 周壁部
３Ａ 孔
３Ｂ 円周方向孔無し部
３Ｃ 軸心方向孔無し部
６ 溶融ガラス吐出ノズル
７ ベルト
８ 回転軸
９ 延伸バーナ
１０ 火炎吐出口
１１ 燃焼室
１２ 圧縮気体吐出ノズル
１３ 圧縮気体吐出口
１４ 加熱バーナ
１５ 気体吐出口
１６ 気体吐出リング
Ｂ、Ｂ１ 溶融ガラス
Ｃ 円周方向
Ｇ 火炎流
Ｐ 一次繊維
Ｓ 圧縮気体噴射流
Ｖ 軸心方向
Ｚ 気体流
ａ 火炎流幅
α 鋭角

Claims (4)

1. 遠心法により中空円筒状回転体（１）内の溶融ガラス（Ｂ１）を、該回転体（１）を加熱しつつ高速回転させ、遠心力の作用で該回転体（１）の周壁部（２）の孔（３Ａ）から吐出させてガラス繊維を製造するガラス繊維製造方法において、
   前記周壁部（２）に、回転軸心方向（Ｖ）に延びる孔無し部帯と、多数の孔（３Ａ）とを設け、各々の孔（３Ａ）から溶融ガラスを吐出させ、一次線条（Ｐ）を形成し、
   該一次線条（Ｐ）を、前記周壁部（２）の外周域で、回転軸心方向（Ｖ）と略平行方向下方へ噴出する火炎（Ｇ）流中に導入させて二次繊維に細繊化し、
   該二次繊維を含む火炎流（Ｇ）の進行方向に対して、略平行方向に、前記火炎流（Ｇ）の周縁の円周方向に連続して又は間隔を置いて環状に開口される気体吐出口（１５）から気体（Ｚ）を噴出させ、前記二次繊維の繊維長、繊維綿質及び／又は繊維集綿状態を調整するとともに、
   前記二次繊維を含む火炎流（Ｇ）の進行方向に対して鋭角（α）方向から圧縮気体（Ｓ）を噴出させて二次繊維を衝突させることを特徴とするガラス繊維製造方法。
2. 前記周壁部（２）には、更に、円周方向（Ｃ）に延びる孔無し部帯が設けられている、請求項１に記載のガラス繊維製造方法。
3. 前記気体吐出口（１５）を、前記周壁部（２）の外周面から少なくとも１５〜３０ｍｍ離れた位置で、前記周壁部（２）の多数の孔（３Ａ）のうち最上段の孔の位置から回転軸心方向に少なくとも２〜８ｍｍ上方の位置に開口させる請求項１または２記載のガラス繊維製造方法。
4. 溶融ガラス供給装置と、周壁部（２）に多数のガラス吐出の孔（３Ａ）を有し高速回転する中空円筒状回転体（１）とよりなるガラス繊維製造装置において、
   前記中空円筒回転体（１）の周壁部（２）に、回転軸心方向（Ｖ）に延びる孔無し部帯と、ガラス繊維の一次線条形成用の多数の孔（３Ａ）とを設け、
   前記周壁部（２）の上縁外周域に、該回転体（１）と同心円状で、かつ回転軸心方向（Ｖ）と略平行方向下方へ開口する火炎流（Ｇ）吐出用の複数の火炎吐出口（１０）を有する環状の延伸バーナ（９）が配設されているとともに、
   該延伸バーナ（９）の外周に、前記周壁部（２）の外周上縁と同心円状で、かつ回転軸心方向（Ｖ）に対し、略平行方向下方に環状に、連続して、又は間隔を置いて開口される二次繊維形成用の気体吐出口（１５）を有する気体吐出リング（１６）が配設され、かつ
   回転軸心方向下方の火炎流進行方向と鋭角（α）方向へ開口する圧縮気体吐出口（１３）を有する圧縮気体吹出しノズル（１２）が配設されていることを特徴とするガラス繊維製造装置。

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