JPH0477328A - ガラス繊維の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、遠心法によるガラス細繊維の製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 遠心法によるガラス細繊維の製造方法としては、既に、
特公昭３８−４７０８号公報、米国特許第３３０４１６
４号明細書、米国特許第３７８５７９１号明細書、米国
特許第４６８９０６１号明細書、特開昭６２−２７５０
３７号公報、特開平２−６９３３１号公報等に示される
手段が知られているが、いずれの方法も１ミクロン未満
の極細のガラス繊維を、高品質を維持しつつ経済的に生
産することができない点に問題を有している。

すなわち、従来、第３図に略示するごとく、高速回転す
る中空円筒状の回転体Ａに、溶融ガラスＢを連続供給し
、回転体Ａの周壁部Ｃの細孔りから遠心力の作用で小円
錐形状に吐出させ、その先端に形成された一次線条を、
延伸バーナーＥの火口Ｆから噴出する火炎流Ｇ中に進入
させ、火炎流によって二次繊維に細繊化しているが、得
られる二次繊細の太さは、２〜５ミクロン程度が品買面
、経済面からの限界とされている。

二次繊維を、より細繊維化するため、延伸バーナーＥで
燃料を多量に燃焼させると、延伸バーナーＥの火口Ｆの
火炎流の流速は上昇するものの該火口Ｆの火炎温度が上
昇し過ぎ、球状や鉤状の非繊維化物が多数発生する欠点
が生ずる。

前記火口Ｆの火炎温度を下げるため、燃料と空気の混合
割合のうち空気量を多くすると、延伸バーナーＥ内の燃
焼状態が不安定となり、火炎温度のむらが大きくなり均
一な細さの二次繊維が得られなくなる。

他方、第３図に示される前記周壁部Ｃの細孔りの直径を
小とし、細孔りから吐出される溶融ガラス、の小円錐形
状を小とし、−次フィラメントを小径とすることにより
、細繊維化しやすくする手段を採ると、ガラス繊維製造
に現在使用されているところの、第２図に示される粘度
の所謂標準ガラスでは、回転体Ａに供給される溶融ガラ
スＢの温度を高くして粘性を下げない限り、直径を小と
した細孔りからの安定的に連続した一次フィラメントの
形成が不可能となる。

前述のごとく溶融ガラスＢの温度を高くすると、回転体
Ａも高温となるため、高速回転に件なって変形を生じた
り、高温摩耗が進む問題が生じ、さらには、吐出された
溶融ガラスの小円錐形状部分に対する細孔りによる支持
が弱くなり、細孔りから吐出された小円錐形状部分の先
端の一次フィラメントが火炎流に達しないうちに下垂し
てしまい、回転体Ａの表面温度の高い周壁部Ｃに溶融ガ
ラスが付着してしまうとか、−次フィラメントの火炎流
中への進入が不十分で細繊維化が不十分となる等の問題
が生ずる。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来の遠心法によるガラス繊維の製造方法では
、１ミクロン以下の細いガラス繊維を、高品買を維持し
て経済的に製造することができない現状に鑑み、本発明
は、使用する原料ガラスと延伸バーナーの火口温度との
選定により１ミクロンまたはそれ以下の細さの高品買の
ガラス繊維を経済的に高能率に生産しうる方法を提供す
ることを課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の課題を解決するため、遠心法によるガラ
ス細繊維の製造方法において、回転体に供給する溶融ガ
ラスを、１０００℃において、４００〜１０００ポイズ
の低粘性ガラスの溶融体とし、延伸バーナーの火炎流を
、バーナー火口直下において９００℃〜１０００℃の範
囲に温度調節した火炎流とするという構成を採用したも
のである。

［作用］ 本発明では、原料ガラスとして、１０００℃で４００〜
１０００ポイズという低粘性ガラスを使用するので、回
転体に供給する溶融ガラスの温度を、従来方法で採用さ
れている温度か、この温度以下としうるので回転体の周
壁部の表面温度を上昇させる必要がなく、回転体の変形
とか高温摩耗を防止できる。

また回転体の周壁部の細孔を従来より小径としても、安
定的に連続して一次フィラメントの吐出が行われ、また
−次フィラメントが細くなるので、延伸バーナーの火口
幅を従来より狭くし、従来より少ない燃料を燃焼させて
も、二次フィラメントへの細繊維化に必要な火炎流の高
内部圧が得られ、燃料の節減が図れる。

前述のごとく、回転体に供給する溶融ガラスの温度を高
くする必要が無いので、悪影響なしに回転体を高速回転
させることができ、従来より小径の細孔から吐出される
溶融ガラスの小円錐形状体の支持力が犬となり、−次フ
ィラメントを十分に火炎流中に進入させることができる
。

さらに延伸バーナーの火口直下における火炎温度を９０
０℃〜１０００℃の範囲に温度調節するので、−次フィ
ラメントが二次フィラメントに細繊維化される祭に、所
謂熱破壊によって、球状や鉤状の非繊維化物を発生させ
ることがなく、１ミクロン未満の極細のガラス繊維を高
い生産効率で製造することができた。

［実施例］ 第１図は、本発明の実施に使用される遠心法によるガラ
ス繊維製造装置の一例を示しており、図示の省略されて
いるフレームに回転自在に軸支され、ベルト１で高速回
転される回転＠２の下端に、中空円筒状の回転体３が固
着され、該回転体３の周壁部４に多数の細孔５が穿設さ
れている。

周壁部４の外周域の上方には延伸バーナー６が配設され
、火ロアから噴出される火炎流８は、周壁部４の外周面
の母線方向に略平行するよう噴出されるよう配設されて
いる。

前記延伸バーナー６内の火ロアに近接した位置には、燃
焼ガスの冷却装置９が配置され、火ロアの直下の点１０
における火炎流温度を調節できる。

図中符号１１は燃料と空気との混合気の供給パイプであ
り、符号１２は周壁部４の上方部分の加熱用補助バーナ
ー、符号１３は冷却装置９への冷媒の給排バイブである
。

第１図に示される装置は、従来手段と同じく、図示の省
略されている原料ガラスの溶融炉のノズル１４から溶融
ガラス１５を回転体３内へ供給され、該回転体３の高速
回転により、回転体内底から周壁部内面に亘って分布さ
れた溶融ガラス１６を細孔５から吐出させる。

吐出された溶融ガラス１６は、細孔５からの吐出直後は
小円錐形状となり、その先端が細い一次フィラメントと
なって、火炎流８内へ進入し、火炎流の流速と温度とに
より二次フィラメントに細繊維化され、下方へ飛翔させ
られ、図示を省略した捕集ネット上に真空吸引作用で捕
集されるものである。

本発明では、前記溶融ガラス１５．１８を、第２図に示
されるごとき、１ｏｏｏ℃において、４００〜１０００
ポイズの低粘性ガラスの溶融体を用い、延伸バーナー６
の火ロアの直下の点１０における火炎流温度を９００１
：〜１０００℃としてガラスの細繊維化を図る点に特徴
を有している。

また本発明の実施に当り細孔５の直径は、０．１〜０．
４ｍ１１１の範囲に選定され、回転体３の回転速度は５
０〜１００ｍ／秒の周速度に選定されるものである。

この結果、溶融ガラス１５．１６を従来と同温度か、そ
れより低い温度で流下させ、１ミクロン未満の良質の極
細のガラス繊維を、所謂ショットと称される非繊維化物
を含有することなく製造し得たものである。

本発明を、第１図に示す装置により、周壁部４の細孔５
の直径を０．３ｍｍとし、回転体３の周速度を７０ｍ／
秒に設定し、１０００℃で６０＋１ポイズの粘性のガラ
スを、従来手段゛と同じ温度で溶融させて回転体３内へ
流下させつつ、延伸バーナー６による火炎流温度を種々
に変更して細繊維化を行った結果、次表の結果が得られ
た。

実施例のうち、実施例１．２は火炎温度が高すぎるため
、ｍＭが熱破壊され十分に伸ばされることが出来ず、非
繊維化物が多量に発生し、結果として繊度が太めとなっ
てしまった例である。

実施例３から６は、火炎温度の調整が通した場合、この
ように任意な繊維径の非繊維化物のない良質な繊維を得
ることが可能である。

また、実施例７．８のように、火炎温度を低めに調整し
た場合は１ミクロン未満まで十分に引き延ばされる前に
ガラスが冷えてしまい、１ミクロン未満の極細の繊維を
得ることは出来ない。ただし、１ミクロン以上の良質な
繊維を得ることは出来る。

このように、火炎温度を適度な温度に調整することによ
り１ミクロン未満の良質な繊度を得ることができた。

なお、図示装置における冷却手段としては、延伸バーナ
ー６内における燃焼状態の安定化を図りつつ、火ロアの
直下の点１０における火炎流の温度を下げつる手段であ
れば如何なる手段であってもよい。

［効果］ 本発明は、以上説明した構成９作用のものであって、１
０００℃で４００〜１０００ポイズという低粘性ガラス
を使用するので、回転体に供給する溶融ガラスの温度を
従来方法における温度か、それより低い温度としうるの
で、回転体の高温摩耗、変形等を防止でき、細孔を従来
のものより小径としても安定的に連続して一次フィラメ
ントを吐出させ、支持でき、−次フィラメントを火炎流
中に進入させうる効果を奏する。

また延伸バーナーの火口直下における火炎流の温度を９
００℃〜１０００℃の範囲に温度調節するので二次フィ
ラメントに細繊維化する際に、繊維の熱破壊による球状
や鉤状の非繊維化物の発生が防止され、高品質の１ミク
ロン未満のガラス繊維を高い生産性で製造できる効果も
奏する。

ざらに細孔を小径とじうろことにより一次フィラメント
が細くなるので、延伸バーナーの火口幅を狭くでき、従
来より少ない燃料の燃焼により二次フィラメントへの細
繊維化に必要な火炎流の高内部圧が得られ、燃料の節減
を図りつる効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用されるガラス細繊維化装置
の一例の略示縦断面図、第２図は原料ガラスの粘性−温
度関係図、第３図は従来のガラス細繊維化装置の一例の
略示縦断面図である。 ３：回転体、４：周壁部、５：細孔、６．延伸バーナー
　７：火口、８二火炎流、１０：火口直下の点、１５：
溶融ガラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周壁部に多数の細孔が穿設されている中空円筒状の回転
   体内に溶融ガラスを供給し、該回転体の高速回転による
   遠心力の作用で、溶融ガラスを周壁部の細孔から小円錐
   形状に吐出させ、該小円錐形状の先端に形成される一次
   フィラメントを、前記周壁部の外周域において、延伸バ
   ーナーから周壁部外周面母線方向と、略平行方向に噴出
   される火炎流中に進入させ、火炎流によって二次フィラ
   メントに細繊化するガラス繊維の製造方法において、回
   転体に供給する溶融ガラスを１０００℃において４００
   〜１０００ポイズの低粘性ガラスの溶融体とし、延伸バ
   ーナーの火炎流を、バーナー火口直下において９００℃
   〜１０００℃の範囲に温度調節した火炎流とすることを
   特徴とするガラス繊維の製造方法。