JPH0543265A - ロツクウールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】溶融状態の高炉スラグに成分調整用原料（硅石
など）を添加して電気炉で溶解した後、炉内に保温状態
で15分以上静置し、その後繊維化する。 【効果】ロックウールの繊維の高強度化を図ることがで
き、このロックウールを原料として使用すれば、従来よ
りも長繊維でショットの含有率の低いショットレスファ
イバーを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロックウールの製造方
法、特に、アスベスト代替品として無機質ペーパー、ブ
レーキライニング、建材補強材等に使用されるショット
レスファイバーの製造に適したロックウールの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロックウールは、溶融高炉スラグ、コー
ルドスラグ（塊状の高炉スラグ）、または玄武岩などに
成分調整のための硅石等の副原料を配合し、電気炉ある
いはキュポラで溶融し、この溶湯を遠心力や圧縮空気等
で吹き飛ばして繊維化することにより製造される。

【０００３】ショットレスファイバーは、このロックウ
ールを細かく粉砕し、その後比重分離等を利用してショ
ットを分離（分級）することにより製造される。ショッ
トは粒状を呈しているがその形状はさまざまで、ロック
ウールの用途によってはショットが多少含まれていても
問題はない。しかしながら、ペーパーやブレーキライニ
ング等に用いられる場合は、ショットが抜け落ちてその
部分が欠陥となったり、また、補強材として用いられる
場合、ショットが残っている部分で強度が低下したりす
ることがあるので、ショットが含まれていないロックウ
ールが要求されている。

【０００４】ショットレスファイバーの品質は、粉砕・
分級の際に使用される装置や、そのときの条件等によっ
て変わるのは当然であるが、原料となるロックウールの
品質によっても大きな影響をうける。このショットレス
ファイバーの品質を向上させるために、原料となるロッ
クウールの品質としては、繊維の太さ、繊維の長さ、繊
維の強度、ショットの含有率等が重要である。

【０００５】ショットレスファイバーにおいても、一般
的な複合材料の場合と同様に、アスペクト比（繊維の直
径に対する繊維の長さの比）が大きいこと、すなわち、
繊維が細く、長いことが要求される。そのために、原料
となるロックウールの繊維は細い方がよく、また、繊維
の長さは、ショットレスファイバーの製造の際、粉砕・
分級によって破断して短くなるので、長い方がよい。

【０００６】繊維の強度についても一般的な複合材料の
場合と同様で、高いことが要求され、繊維の強度が高け
れば粉砕・分級の際の繊維の破断が抑えられる。

【０００７】ショットの含有率については、原料となる
ロックウールのショットの含有率が低ければそれだけシ
ョットレスファイバーとしての良品の歩留りが上がり、
かつ、良品中のショットの含有率を低くできる。また、
粉砕・分級の条件をあまり厳しくする必要がないため、
繊維の破断を抑えることが可能となる。

【０００８】上記のショットレスファイバーの原料とし
てのロックウールに要求される品質のうち、繊維の太さ
および長さは、原料を溶融した後の溶湯の温度が高く、
原料中のシリカ（SiO₂）の含有量が高いほど細く、かつ
長くすることができる。また、シリカの含有量が高く、
繊維内部の気泡が少なく、溶湯の組成が均一で、製綿機
への供給湯量が安定していることが繊維の強度の向上に
つながり、同時に、ショットの含有率を低くすることに
もつながる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ロックウールを製造す
るに際し、高炉スラグや硅石等の原料をキュポラで溶融
する方法では、溶湯の温度をあまり高くすることができ
ず、また、溶湯の粘性が高くなり操業に支障をきたすの
でシリカの含有量をあまり高くすることができない。さ
らに、溶融時間が短く、溶融の際熱風の吹き込みを行う
ので繊維中の気泡が多く、組成も不均一で、製綿機への
供給湯量が不安定である等の問題がある。

【００１０】そのため、キュポラを用いて製造したロッ
クウールは、繊維の径が太く、長さが短く、繊維の強度
が低いうえに、ショットの含有率が多い。これらの品質
は製綿工程である程度向上させることが可能であるが、
それにも限界があり、このようなロックウールを原料と
して製造したショットレスファイバーは、繊維のアスペ
クト比が小さく、強度が低く、また良品の歩留りが低
く、ショットの含有率も多い。つまり、ロックウールの
品質を前述のようなショットレスファイバーの製造に適
した品質に改善するには、原料の溶解をキュポラで行う
方法は適していない。

【００１１】一方、例えば特開昭59−13153 号公報に開
示されている原料の溶解に電気炉を用いる方法では、溶
湯の温度を高くすることができ、シリカの含有量を高め
ることができる。従って、ロックウールの品質はかなり
改善され、繊維を細く、長くすることができ、かつ、繊
維の強度を高め、ショットの含有率を低くすることがで
きる。しかし、ショットレスファイバーの品質を一層向
上させようとすると、従来用いられている電気炉溶解方
式で得られるロックウールを使用する限り、実現は困難
である。

【００１２】本発明の目的は、電気炉溶解方式を用いて
これを改善することにより、ロックウールの品質の改
善、特に繊維の高強度化を図り、高品質のショットレス
ファイバーの製造に適したロックウールの製造方法を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述のように、ロックウ
ールの品質をショットレスファイバーの製造に適した品
質に改善するには、キュポラよりも電気炉による溶解の
方が適している。本発明は、原料の溶解に電気炉を用
い、溶解後に溶湯を炉内で所定時間静置することにより
高強度の繊維を得ることができるという知見に基づいて
なされたもので、その要旨は、「原料を電気炉で溶解し
た後、炉内に保温状態で15分以上静置し、その後繊維化
することを特徴とするロックウールの製造方法」にあ
る。

【００１４】原料とは、溶融状態の高炉スラグなどに成
分調整用原料を配合したロックウール用原料で、成分調
整用原料としては、硅石、ドロマイト、石灰岩など、通
常用いられている副原料を使用すればよい。

【００１５】保温状態とは、原料の溶解が完了した後通
電を停止せず、急激な温度低下を起こさないように保っ
た状態である。すなわち、受湯した後、昇温ならびに硅
石の溶融を行うために湯の温度を1520℃程度に上げてや
り、硅石の溶解が完了した後、1500〜1520℃の温度に保
たれるように通電量をコントロールする。

【００１６】

【作用】電気炉を使用して原料の溶解作業を行うと、溶
融時間が長いためにキュポラで溶解する場合に比べて溶
湯中の気泡の発生が少なく、そのため繊維中の気泡も少
なくなる。また、溶湯の組成を均一にし、製綿機への溶
湯の供給を安定させることができ、溶湯の温度をキュポ
ラに比べ高くしてシリカの含有量を高めることができる
ので、ロックウールの繊維を細く、かつ長くすることが
でき、繊維の強度を高め、ショットの含有率を低くする
ことができる。

【００１７】図１は、電気炉方式で製造したロックウー
ルとキュポラ方式で製造したロックウールについての繊
維の太さと引張強さの関係を示す図である。この図か
ら、電気炉方式で製造したロックウールの方が高強度の
繊維が得られることがわかる。

【００１８】本発明方法では、原料を電気炉で溶解した
後、溶湯をすぐに製綿機に供給するのではなく、炉内に
保温状態で15分以上静置する必要がある。この保温、静
置によって溶湯中の気泡が自然脱泡により除去され、湯
温および溶湯の組成の均一化を促進させることができ
る。これによって、ロックウールの繊維を細く、かつ長
くすることができ、特に、後述の実施例に示すように、
繊維強度を高め、強度のばらつきを減少させることがで
きる。

【００１９】このようなロックウールを用いてショット
レスファイバーの製造を行うと、前述のように、繊維の
アスペクト比が大きく、強度が高く、また良品の歩留り
が高く、ショットの含有率も０に近い製品を得ることが
できる。

【００２０】

【実施例】18ton 電気炉に溶融高炉スラグを投入し、成
分調整のために硅砂を加えて、約1520℃で１時間加熱し
て再溶解を行った。両者の割合は、重量比で、溶融スラ
グが87％、硅砂が13％であり、この溶融物の組成は表１
に示すとおりである。

【００２１】

【表１】

【００２２】溶解完了後、溶融物を1500〜1520℃に保温
した状態で、０〜60分の範囲で一定時間炉内に静置し、
次いで、この溶融物を炉から一定量ずつ排出させ、遠心
力と圧縮空気により吹き飛ばして繊維化し、この繊維の
引張強さを測定した。なお、この繊維の太さは平均 3.6
μm であった。

【００２３】引張強さの測定結果を表２に示す。同表に
おける引張強さの平均は、いずれも10回の測定の平均で
ある。

【００２４】図２は表２の上限値および下限値を図示し
たもので、斜線部は引張強さのばらつきの範囲を示す。
この図から、溶解完了後に保温、静置を行うことによ
り、引張強さが上昇するとともに、そのばらつきが減少
していることがわかる。静置時間15分で引張強さが 100
kgf/mm² 以上を示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】上記の繊維、すなわちロックウールを原料
としてショットレスファイバーを製造し、繊維の長さお
よびアスペクト比を測定した。ショットレスファイバー
の製造は、ロックウールを刃物を用いて細かく砕くよう
に粉砕し、この粉砕物を旋回運動をしている空気中に流
し入れ、粉砕物に作用する遠心力を利用して繊維とショ
ットに分離する方法により行った。

【００２７】結果を表３に示す。この表から明らかなよ
うに、静置時間０で繊維化した従来の溶解方法によるロ
ックウールを原料として用いた場合に比べ、30分および
60分の保温、静置を行った場合は、繊維の長さおよびア
スペクト比が大幅に改善され、残留ショットの含有率も
ほぼ０に近い値の製品になっている。

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】ロックウールの製造に際し、本発明方法
を適用することによりロックウールの品質の改善、特
に、繊維の高強度化を図ることができる。このロックウ
ールは高品質のショットレスファイバーの製造に好適
で、これを原料として使用すれば、従来よりも長繊維で
ショットの含有率の低いショットレスファイバーを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気炉方式により製造したロックウールとキュ
ポラ方式により製造したロックウールの繊維の太さと引
張強さの関係を示すグラフである。

【図２】電気炉方式における原料溶解後の保温、静置時
間とロックウールの繊維強度の関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料を電気炉で溶解した後、炉内に保温状
   態で15分以上静置し、その後繊維化することを特徴とす
   るロックウールの製造方法。