JPH04506054A - 鉱物繊維用開底形スピンナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鉱物繊維用開底形スピンナ 肢五分団 本発明は、鉱物繊維及び鉱物繊維製品の製造技術に関し、より詳しくは、溶融鉱 物質材料を鉱物繊維に変換するスピンナ及び繊維化装置（ｆｉｂｅｒｉｚｅｒ） に関する。

１１圧玉 ガラス繊維のような鉱物質材料の繊維を形成する一般的な方法は、溶融状態の材 料を遠心機又はスピンナの周壁のオリフィスに通して一次繊維を形成することで ある。その後、−次繊維は、外部の環状ブロワから下向きに排出されるガス流の 作用により、より小径の二次繊維に細繊化される。スーパーチル法（Ｓｕｐｅｒ ｔｅｌｐｒｏｃｅｓｓ）のような幾つかの繊維形成方法は、高速ガスバーナを用 いて鉱物繊維の二次細繊化を行っている。低エネルギ法のような他の繊維化法は 、細繊化ではなく、下方に移動する円筒状のベール（ｖｅｉｌ）内に鉱物繊維を 反転させることのみにプロワを用いている。

スピンナの周壁に溶融ガラスを供給して繊維化する方法として種々のものがある 。成る方法は、スピンナの周壁の半径方向内方で回転できるように取り付けられ たディストリビュータ又はスリンガカップ（ｓｌｉｎｇｅｔ　Ｃｕｔ））を用い ている。スリンガカップには溶融ガラスの単一流れが供給され、スリンガカップ は、遠心力によりスピンナの周壁に投げ出される多数の粗い流れとして溶融ガラ スを分散させる。このような方法においては、スピンナの底壁は殆ど機能せず、 一般に底壁には大きな開口すなわち中央ボアが設けられている。

スピンナに溶融ガラスを供給する別の方法においては、スピンナの底壁に溶融ガ ラスの単一流れが供給され、溶融ガラスは、遠心力によりスピンナの周壁へと流 れる。溶融ガラスを分散させるこの方法においては、スピンナの底壁は分散工程 における重要なエレメントである。

鉱物の繊維化方法を改善するため、スピンナから形成された鉱物繊維のベールを 安定化することが望まれている。繊維化装置からの産出量が増大し且つスピンナ の直径が増大すると、鉱物繊維のベールを安定化することが非常に重要になる。

鉱物繊維のベールは不安定に「踊る」すなわち揺れる傾向があり、このため、断 熱製品を形成するための鉱物繊維の分散に悪影響を及ぼす。

鉱物の繊維化における他の問題は、ベールが小さな直径に押し潰されるすなわち 細くなる傾向があることである。このため繊維にひどい交絡が生じ、繊維を均一 に分散して熱効率の良い断熱製品にする上で問題がある。従って、ベールが押し 潰されないようにする進歩した装置が必要である。

ベールを分散させる１つの手段は、スピンナの底壁に取り付けられるコーンを用 いることである。ベールを安定化するための従来の他の試みは、スピンナの中空 タイル（中空管）を通してねじ込まれた小さな導管を介して導入される空気を用 いる方法である。

鉱物繊維のベールを安定化するこれらの努力は、部分的には成功しているが、ベ ールを安定化させる改良された方法が要求されている。

光１Ｒとｌ云 本発明により、ここに、鉱物の繊維化装置のスピンナの底壁に設けられた中央ボ アを通して吸い込まれる又は吹き込まれる大量の空気を使用するベールの安定化 方法及び装置が発明された。この大量の空気によって、鉱物の繊維化方法が大幅 に改善される。

ヘールが安定化されると大径のスピンナの使用が可能になり、同時に、優れたベ ール分散品質が得られる。

本発明によれば、溶融鉱物質材料を遠心力の作用により鉱物繊維にするスピンナ において、回転可能に取り付けられたスピンナ周壁を有しており、該周壁が溶融 鉱物質材料を通して鉱物繊維を形成する複数のオリフィスを備えており、内周部 及び外周部を備えた環状のスピンナ底壁を有しており、内周部が開放ボアを形成 しており、底壁の外周部が周壁に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受 け入れて該鉱物質材料材料を遠心力により周壁の方向に移動させ、中央ハブと、 スポーク部材とを更に有しており、該スポーク部材がハブと底壁とを連結してい て、ハブから周壁に回転力を伝達でき、スポーク部材がボアを通して大量の空気 を下方に流すことができるスピンナが提供される。

本発明のスピンナの作動により、ベールを安定化できるだけでなく、ベールが収 縮又は押し潰されたりしないようにベールを維持できることが判明している。ま た、ベールが押し潰されないため、断熱製品における繊維の分散が改善され、従 って、優れた断熱パック構造及び断熱性能が得られる。また、スピンナの底壁に 大きなボアが設けられているため、スピンナの重量を大幅に低減でき、従ってス ピンナの取扱いを容易にすることができる。また、ヘールの中央に大量の空気を 導入できるため、従来技術の方法よりもヘールを一段と冷却することができる。

このようにヘールの冷却度合いが大きいと、バインダの付与工程におけるバイン ダの藩発を防止することができる。

本発明の特別な実施例においては、ボアは、周壁の半径の少なくとも６０％の半 径を有している。ボアは、前記周壁の半径の少なくとも７５％の半径を有してい ることが好ましい。

本発明の他の特別な実施例においては、スポーク部材には、スピンナが回転して いるときに、ボアを通して空気を下方に追い出す角度面が設けられている。

本発明の更に別の実施例においては、スポーク部材の間にベーンが並設されてお り、該ベーンには、スピンナが回転しているときにボアを通して空気を下方に追 い出す角度面が設けられている。

本発明によれば、溶融鉱物質材料を遠心力の作用により鉱物繊維にするスピンナ であって、回転可能に取り付けられたスピンナ周壁を有しており、該周壁が溶融 鉱物質材料を通して鉱物繊維を形成する複数のオリフィスを備えており、内周部 及び外周部を備えた環状のスピンナ底壁を有しており、内周部が開放ボアを形成 しており、底壁の外周部が周壁に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受 け入れて該鉱物質材料材料を遠心力により周壁の方向に移動させ、中央ハブと、 スポーク部材とを更に有しており、該スポーク部材がハブと底壁とを連結してい て、ハブから周壁に回転力を伝達でき、スポーク部材がボアを通して大量の空気 を下方に流すことができるように構成されたスピンナと、鉱物質材料を加熱する バーナと、スピンナを回転させる手段と、鉱物繊維を下方に反転させるブロワと 、スピンナの上方に配置されており且つ空気の流れをボアに供給することができ る空気供給通路とを有している鉱物繊維を製造する繊維化装置が提供される。

本発明の特別な実施例においては、スピンナの底壁、バーナ、ブロワ及び通路が 、約２００〜１，０００５ｃｆ１１（約６〜２８ｍ３／分）の範囲内の流量の空 気をボアに通すことができるようになっている。

本発明の好ましい実施例においては、ボアを通る空気の流量は、約４００〜８０ ０ｓｃｆｍ　（約１１〜２３ＩｌｆｆＺ分）の範囲内にある。

本発明によれば、周壁を備えたスピンナを回転させ、該周壁が溶融鉱物質材料を 通して鉱物繊維を形成する複数のオリフィスを備えており、スピンナが内周部及 び外周部を備えた環状のスピンナ底壁を有しており、内周部が開放ボアを形成し ており、底壁の外周部が周壁に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受け 入れて該鉱物質材料材料を遠心力により周壁の方向に移動させ、スピンナが更に 中央ハブと、スポーク部材とを有しており、該スポーク部材がハブと底壁とを連 結していて、ハブから周壁に回転力を伝達でき、スポーク部材がボアを通して大 量の空気を下方に流すことができ、溶融鉱物質材料をスピンナに供給し、及び空 気の流れを前記ボアを通して下方に供給するように構成した溶融鉱物質材料を遠 心力の作用により鉱物繊維にする方法も提供される。

皿１叫ＩＬＬ象肢班 第１図は、本発明の原理に従って構成された繊維化装置の概略側面図である。

第２図は、第１図のスピンナをその周壁の内側から示した平面図である。

第３図は、半径方向の支持フランジの平面図である。

・　第４図は、第２図の４−４線に沿う方向から見たスポーク部材の断面図であ る。

第５図は、本発明の別の実施例におけるスポーク部材の断面図であり、スポーク 部材が空気を下方に追い出すことができる角度面を備えているところを示すもの である。

第６図は、スピンナのボアを通して下方に空気を追い出すことができるようにハ ブに取り付けられたスポーク部材及びベーン・を示す概略側面図である。

第°を図は、スポーク及びベーンを備えたハブを示す概略的な部分平面図である 。

′　るための　のノ 以下、ガラス繊維形成作業に関連して本発明を説明するけれども、本発明は、岩 石、スラグ及びバラスト等の他の熱軟化性鉱物質材料を用いても実施できること を理解すべきである。

第１図に示すように、スピンナは、スピンナ周壁１０と、スピンナ底壁１２と、 スピンナ頂フランジ１４とを有している。スピンナ底壁１２は、溶融ガラス１８ の流れを受け入れることができるようになっており、溶融ガラス１８は、遠心力 によりスピンナの周壁１０に向かって流れる。スピンナの周壁１０にはオリフィ ス２０が設けられており、該オリフィス２０を溶融ガラスが通り得るようになっ ている。溶融ガラスは、−次繊維としてスピンナの周壁１０から出る。この−次 繊維は、外部バーナ２２からのホットガスにより、柔らかくて細繊化可能な状態 に維持される。−次繊維は、ブロワ２６の作用により最終直径のガラス繊維２４ に細繊化される。本発明は、遠心力を用いてオリフィス２０に通すことにより全 ての細繊化作業が行われる低エネルギの繊維化方法で実施できることを理解すべ きである。この結果得られるガラス繊維は、旋回する円筒状のベール２８として 下方に移動する。溶融ガラスを繊維化に適した状態に維持するため、内部バーナ ３０を設けてスピンナに熱を供給できるようにしてもよい、好ましくは、スピン ナの周壁１０から半径方向内方の位置に熱バッフル３２を配！して、スピンナの 縁部に熱が保有されるようにする。

スピンナの底壁１２は、スポーク３６のような任意の適当なスポーク部材により 中央ハブ３４に取り付けられている。従って、ハブ（中央ハブ）３４は、スピン ナの周壁１０に対し間接的に連結されている。ハブ３４は、タイル（管）３８の ような適当な手段により回転できるように取り付けられている。タイル３日は、 支持フランジ４４により支持される中央パイプ４２のような適当なフレーム部材 に取り付けられるベアリング４０により回転可能に支持するのが好ましい。タイ ル３８には、モータ４６のような任意の適当な回転手段を設けることができる。

第２図に示すように、スピンナの底壁１２は、内周部４８及び外周部５０を有し ている。内周部４８には、繊維化作業時に空気が通ることができる開口すなわち ボア５２が形成されている。ハブ３４から周壁１０に回転力を伝達できるように ハブ３４と底壁１２とがスポーク３６により連結されているため、該スポーク３ ６がボア５２を一連の開口に分割している。

ボア５２の外側半径は、スピンナの底壁１２の内周部４８に一致している。ボア ５２の半径は、周壁ｌＯの半径の少なくとも６０％を有することが好ましい、最 も好ましくは、ボア５２０半径が周壁１０の半径の少なくとも７５％以上になる ようにする。

スポーク３６は、スピンナを支持し且つ回転力を伝達すると同時に、大量の空気 がボア５２を通って流れ得るようにする任意の適当な設計にすることができる。

第４図に示すように、スポーク３６は、垂直方向にほぼ直線状に形成することが できる。

空気がスピンナのボア５２を通って適当に流れ得るようにするには、空気がスピ ンナの上方に自由にアクセスできるようにすることが重要である。第１図に示す ように、スピンナの上方に配置された開放領域すなわち通路５４は、スピンナを 通って空気が自由に下方に流れることを可能にする。第１図において、空気の流 れを矢印により全体的に示しである。空気がスピンナ内に自由に流入できるよう にするには、通路５４は単なる開放領域として形成すればよい。通路５４は、繊 維化装置に関連するハードウェア（パンフル５６として概略的に図示しである） により全体的に形成することができる。実際には、ボア５２を通る空気の流量は 、約２００〜１，０００　ｓｃｆｍ　（約６〜２８−３／分）の範囲内が好まし い。

この空気流量は、約４００〜８００ｓｃｆａ＋　（約１１〜２３ｍ３／分）の範 囲がより好ましい。これは、従来知られているいずれの鉱物繊維化方法よりもか なり大量の流量であり、溶融ガラスを分散させるスリンガカップ法の粗い流れを 凍結できると期待される流量である。空気の供給通路は、圧縮空気源に連結され る導管（図示せず）で構成することもできる。

ボア５２を通る空気の流れは、ブロワ２６による下向き吹出しの結果として自然 に誘起される。空気の下方への流れは、スピンナに変更を加えることにより向上 させることができる。例えば第５図に示すように、スポーク３６ａを成る角度で 取り付けるか、角度面を付して、スピンナが回転するときに、空気をボア５２を 通して下方に追い出すように構成することもできる。これにより、空気は強制的 に下方に追い出される作用を受け、繊維化装置の下のベール２日を安定化するこ とができる。垂直に対するスポーク３６の配向角度は約４５°が好ましいけれど も、他の角度にすることもできる。

第６図及び第７図には本発明の別の実施例が示されており、この実施例では、取 付はブラケット６０のような任意の適当な手段により回転できるようにハブ３４ に取り付けられたベーン５８が設けられている。これらのベーン５８は、スポー ク３６の間に並設し、スピンナの回転時にベール２８を通して空気を下方に押し 出すようにするのが好ましい。

以上から、本発明に種々の変更を施し得ることは明らかであるが、そのような変 更は本発明の範囲内のものと考えられる。

上の　可代 本発明は、例えば断熱材及び遮音材として使用されるガラス繊維及びガラス繊維 製品のような鉱物繊維及び鉱物繊維製品の製造に有効である。

要　約　書 鉱物繊維用開底形スピンナ 開示の要約 ガラス繊維（２８）を形成するオリフィスを備えたスピンナ周壁（１０）と、開 放ボアを形成する環状のスピンナ底壁（１２）とを有しており、該底壁（１２） の外周部が周壁（１０）に連結されており且つ溶融ガラス（１８）を受け入れる ことができるようになっており、中央ハブ（３４）と、スポーク部材（３６）と を更に有しており、該スポーク部材（３６）が前記ハブ（３４）と底壁（１２） とを連結していて、ハブ（３４）から周壁（１０）に回転力を伝達でき、スポー ク部材（３６）がボアを通して大量の空気を下方に流すことかできるように構成 された溶融ガラス（１８）を遠心力の作用によりガラス繊維にするスピンナ。

国際調査報告　１）ｒＴ／ｌｌｅ　Ｑ１／Ｉ’Ｎ１Ｃ５１ｍ＋＋ｍ＋１ｍｓｌＡ ｍ＋ｋｍＮ＋＋　ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０１３５２国際調査報告 国際調査報告

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．溶融鉱物質材料を遠心力の作用により鉱物繊維にするスピンナにおいて、回 転可能に取り付けられたスピンナ周壁を有しており、該周壁が溶融鉱物質材料を 通して鉱物繊維を形成する複数のオリフィスを備えており、内周部及び外周部を 備えた環状のスピンナ底壁を有しており、前記内周部が開放ボアを形成しており 、前記底壁の外周部が前記周壁に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受 け入れて該鉱物賞材料材料を遠心力により前記周壁の方向に移動させ、中央ハブ と、スポーク部材とを更に有しており、該スポーク部材が前記ハブと底壁とを連 結していて、ハブから前記周壁に回転力を伝達でき、前記スポーク部材が前記ボ アを通して大量の空気を下方に流すことができることを特徴とするスピンナ。
2. ２．前記ボアが、前記周壁の半径の少なくとも６０％の半径を有していることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載のスピンナ。
3. ３．前記ボアが、前記周壁の半径の少なくとも７５％の半径を有していることを 特徴とする請求の範囲第２項に記載のスピンナ。
4. ４．前記スポーク部材には、スピンナが回転しているときに前記ボアを通して空 気を下方に追い出す角度面が設けられていることを特徴とする請求の範囲第２項 に記載のスピンナ。
5. ５．前記スポーク部材の間にはベーンが並設されており、該ベーンには、スピン ナが回転しているときに前記ボアを通して空気を下方に追い出す角度面が設けら れていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のスピンナ。
6. ６．鉱物繊維を製造する繊維化装置において、ａ．溶融鉱物質材料を遠心力の作 用により鉱物繊維にするスピンナであって、回転可能に取り付けられたスピンナ 周壁を有しており、該周壁が溶融鉱物質材料を通して鉱物繊維を形成する複数の オリフィスを備えており、内周部及び外周部を備えた、環状のスピンナ底壁を有 しており、前記内周部が開放ボアを形成しており、前記底壁の外周部が前記底壁 に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受け入れて該鉱物質材料材料を遠 心力により前記周壁の方向に移動させ、中央ハブと、スポーク部材とを更に有し ており、該スポーク部材が前記ハブと周壁とを連結していて、ハブから前記周壁 に回転力を伝達でき、前記スポーク部材が前記ボアを通して大量の空気を下方に 流すことができるように構成されたスピンナと、 ｂ．鉱物質材料を加熱するバーナと、 ｃ．スピンナを回転させる手段と、 ｄ．鉱物繊維を下方に反転させるブロワと、ｅ．前記スピンナの上方に配置され ており且つ空気の流れを前記ボアに供給することができる空気供給通路とを有し ていることを特徴とする鉱物繊維を製造する繊維化装置。
7. ７．前記スピンナの底壁、バーナ、ブロワ及び通路が、約２００〜１，０００ｓ ｃｆｍ（約６〜２８ｍ３／分）の範囲内の流量の空気を前記ボアに通すことがで きることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の繊維化装置。
8. ８．前記スピンナの底壁、バーナ、ブロワ及び通路が、約４００〜８００ｓｃｆ ｍ（約１１〜２３ｍ３／分）の範囲内の流量の空気を前記ボアに通すことができ ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の繊維化装置。
9. ９．前記ボアが、前記周壁の半径の少なくとも６０％の半径を有していることを 特徴とする請求の範囲第７項に記載の繊維化装置。
10. １０．前記ボアが、前記周壁の半径の少なくとも７５％の半径を有していること を特徴とする請求の範囲第９項に記載の繊維化装置。
11. １１．前記スポーク部材には、スピンナが回転しているときに前記ボアを通して 空気を下方に追い出す角度面が設けられていることを特徴とする請求の範囲第９ 項に記載の繊維化装置。
12. １２．前記スポーク部材の間にはベーンが並設されており、該ベーンには、スピ ンナが回転しているときに前記ボアを通して空気を下方に追い出す角度面が設け られていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の繊維化装置。
13. １３．溶融鉱物質材料を遠心力の作用により鉱物繊維にする方法において、周壁 を備えたスピンナを回転させ、該周壁が溶融鉱物質材料を通して鉱物繊維を形成 する複数のオリフィスを備えており、前記スピンナが内周部及び外周部を備えた 環状のスピンナ底壁を有しており、前記内周部が開放ボアを形成しており、前記 底壁の外周部が前記周壁に連結されており且つ溶融鉱物質材料の流れを受け入れ て該鉱物質材料材料を遠心力により前記周壁の方向に移動させ、前記スピンナが 更に中央ハブと、スポーク部材とを有しており、該スポーク部材が前記ハブと底 壁とを連結していて、ハブから前記周壁に回転力を伝達でき、前記スポーク部材 が前記ボアを通して大量の空気を下方に流すことができ、溶融鉱物質材料を前記 スピンナに供給し、及び空気の流れを前記ボアを通して下方に供給することを特 徴とする溶融鉱物質材料を遠心力の作用により鉱物繊維にする方法。
14. １４．約２００〜１，０００ｓｃｆｍ（約６〜２８ｍ３／分）の範囲内の流量で 空気を前記ボアに通すことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の方法。
15. １５．約４００〜８００ｓｃｆｍ（約１１〜２３ｍ３／分）の範囲内の流量で空 気を前記ボアに通すことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。
16. １６．前記スポーク部材の角度面の作用により、空気を前記ボアに通して下方に 流すことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。
17. １７．前記スポーク部材の間に並設されたベーンの作用により、空気を前記ボア に通して下方に流し、前記ベーンには前記ボアを通して空気を下方に追い出す角 度面が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。