JPH068188B2 - 無機溶融物の供給方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロックウール、ガラスウール等の無機繊維
を多段回転ドラム型遠心装置により製造する際、原料の
無機溶融物を第１段回転ドラムへ供給する方法及びその
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、無機溶融物を供給する技術としては、例えば、回
転円盤式の繊維化装置であって、溶融炉からの無機溶融
物を補助タンデッシュ、タンデッシュに受けて下方の孔
より落下させる方法（特公昭58-34,565号公報）や、紡
糸口金から無機溶融物を回転ドラムの側壁に密着して設
けられた貯蔵器に一旦導入し、この貯蔵器より回転ドラ
ムの側壁に無機溶融物を供給する方法（特公昭47-18902
号公報）等が提案されている。しかしながら、前者の方
法は回転円盤式の繊維化装置であって本発明がその対象
としている多段回転ドラム型繊維化装置に係るものでは
なく、また、後者の方法は回転ドラムのドラム軸方向が
垂直であって無機溶融物は横方向から供給されるような
っているもので、本発明がその対象としている多段回転
ドラム型繊維化装置に係るものではない。

そして、本発明がその対象とする多段回転ドラム型遠心
繊維化装置において、その第１段回転ドラムへ無機溶融
物を供給する方法としては、一般に、供給樋を介して放
物線状に流下させる方法が採用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、多段回転ドラム型遠心繊維化装置への原
料無機溶融物の供給手段として供給樋を使用する従来の
方法で以下のような問題点が存在する。

すなわち、この多段回転ドラム型遠心繊維化装置に供給
樋を介して無機溶融物を供給する従来の方法では、供給
樋に無機溶融物が流入した地点で流動が発生し、この流
動は流量変動となって供給樋先端まで伝播する。さら
に、供給樋と無機溶融物の接触面には凝固層が発生し、
成長して流量変動を引き起す。また、原料溶解手段とし
て溶解速度変動の大きいキュポラを使用した場合、この
変動が供給樋先端まで解消されなにことは勿論である。
そして、このような無機溶融物の流量変動は供給樋先端
から第１段回転ドラムに致る放物線状の流下飛跡を変化
させ、第１段回転ドラム上での流下位置の変動及び無機
溶融物の流下径の変動となって現れる。さらに、第１段
回転ドラムのトレッド面の安定した加熱赤熱帯への流下
供給が流下位置変動及び流下径変動によって乱される
と、赤熱帯外の冷面に供給することとなり、未繊維化物
（ショット）の発生を増大させ、また、繊維化収率を悪
化させる。

そして、従来、肉眼で判別される大きな流量変動に対し
ては、供給樋の先端を放物線状に延長する方法が採用さ
れているが、この場合でも基本的には放物線であり、供
給樋での凝固層成長及び流量変動に起因する第１段回転
ドラムでの流下位置変動及び流下径変動は解消できな
い。

さらに、遠心繊維化過程を超高速度カメラを使用した実
験により詳細に解析した結果、第１段回転ドラムでの流
下位置が肉眼では安定していると判断される場合でも、
実際には流下位置変動を発生しており、第２段回転ドラ
ム以降の後段になる程この変動が拡大され、未繊維化物
（ショット）の発生量が増大し、また、繊維化収率に大
きく影響することが判明した。

また、繊維化収率を向上する手段として回転ドラムのト
レッド面の大部分に亘って無機溶融物を広げることが必
要になるが、供給樋の先端を広い凹型形状にし無機溶融
物を偏平に流下させるのみでは、流下距離に従い表面張
力によって集束する上に、偏平で薄いために回転ドラム
の高速回転に伴ない発生する風によって乱されるため、
供給樋からの供給によっては全く目的を達成し得ないと
いう問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は上記のような問題点を解決するために種々
の実験と解析を行ない、無機溶融物の供給樋と第１段回
転ドラムとの間に受器を設け、該受器内に滞留させた無
機溶融物を下端の孔より第１段回転ドラムのトレッド面
に直接垂直に流下させることによって、前記流下位置の
変動や流下径の変動が完全に解消され、未繊維化物（シ
ョット）量の低減と繊維化収率の向上が達成できること
を見い出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ドラム軸方向を水平にして配置さ
れた多段回転ドラム型遠心繊維化装置に無機溶融物を供
給して繊維を製造する方法において、無機溶融物の供給
樋と第１段回転ドラムの間に、底部にノズル孔を有し、
周壁部が水冷ジャケットで冷却されている金属製受器を
配設し、供給樋からの無機溶融物をこの受器内に一時滞
留させてからそのノズル孔より第１段回転ドラムのトレ
ッド面に直接垂直流下させる無機溶融物の供給方法であ
り、また、無機溶融物の供給樋の下流には周壁部に水冷
ジャケットを有すると共に底部にノズル孔を有する金属
製受器を配設し、この受器の下方には多段回転ドラム型
遠心繊維化装置の第１段ドラムをそのドラム軸方向を水
平にして配設し、上記受器内に滞留した無機溶融物がノ
ズル孔より第１段回転ドラムのトレッド面に向けて直接
垂直に流下するようにした無機溶融物の供給装置であ
る。

本発明において、受器については、これを耐火物等で形
成してもよいが、長期的な耐久性を考慮すると、その周
壁部が水冷ジャケットで形成されていると共にその底部
がノズル孔を有するノズルチップで形成されている金属
製ノズルと、周壁部が水冷ジャケットで形成され、上記
金属製ノズルの上部に着脱可能に取付けられる金属製ポ
ットとで構成するのがよい。そして、このように金属製
ポットを着脱可能にすることによって、ノズルチップの
ノズル孔の大きさや無機溶融物の流量を変更した場合に
おける無機溶融物の滞留高さの変化に容易に対応するこ
とができ、また、熱伝導率の大きい金属で形成すれば無
機溶融物との接触面を冷却し凝固層の成長を所定の範囲
に抑えることができるので、上記金属製ノズル及び金属
製ポットについてはこれを純銅で形成するのがよい。さ
らに、この受器の設置に際しては、供給樋の流下位置で
あって第１段回転ドラムのトレッド面の上方に位置し、
無機溶融物の垂直流下線と第１段回転ドラムが同一平面
内になるようにするのがよい。

また、上記ノズルチップについては、繊維化収率を向上
するために第１段回転ドラムのトレッド面に無機溶融物
を幅広く供給することが必要であるので、複数個のノズ
ル孔をドラムの軸方向と平行な方向に並んで設けるのが
よい。また、このノズルチップについても、熱伝導率の
大きい金属で無機溶融物との接触面を冷却し凝固層の成
長を所定の範囲に抑えると同時にノズル径を確保するた
め、これを純銅で形成するのがよい。

ところで、上記ノズルチップについてはその溶損防止の
ために金属製ノズルと密着していることが必要である
が、金属製ノズルと溶着等によって一体化するとこのノ
ズルチップの交換が必要になった際に金属製ノズルそれ
自体の交換や着脱という繁雑な作業が必要になるため、
金属製ノズルの内壁面形状をロート形状にしてこのノズ
ルチップの形状を截頭円錐台形とし、テーパ面で密着さ
せるようにするのがよい。そして、この際にノズルチッ
プを抑え込むための手段は特に必要がないが、加工精度
や歪の問題がある場合には熱伝導率が大きくて変形し易
い材料を接合面に挟み込む方法を併用してもよく、望ま
しくは銅に近い熱膨脹率を有する銀の微粉末あるいは銅
の微粉末を液状分散媒、アルコール類等でペースト状に
したものを接合面に塗布した後密着させるのがよい。

［作用］ 本発明方法及びその装置によれば、多段回転ドラム型遠
心繊維化装置の第１段回転ドラムへの無機溶融物の供給
に際し、供給樋から供給される無機溶融物を受器で一旦
受止めることによりその流下位置の変動や流下径の変動
を完全に防止することができ、これによってショット発
生量を低減できると共に繊維化率の向上を図ることがで
きる。

［実施例］ 以下、添付図面に示す実施例に基いて、本発明方法及び
その装置を具体的に説明する。

第１図及び第２図において、この発明の実施例に係る多
段回転ドラム型繊維化装置の無機溶融物供給装置が示さ
れている。この無機溶融物供給装置は、無機溶融物の供
給樋１と多段回転ドラム型繊維化装置２の第１段回転ド
ラム２ａとの間に配設された受器３で構成されており、
そして、この受器３はその周壁部が水冷ジャケット４で
形成されていると共にその底部がノズル孔６を有するノ
ズルチッピ５で形成されている金属製ノズル３ａと、周
壁部が水冷ジャケット７で形成され、上記金属製ノズル
3aの上部に着脱可能に取付けられる金属製ポッド3bとで
構成されており、この受器３と上記第１段回転ドラム2a
との配置関係は受器３のノから垂直に流下した無機溶融
物がそのドラム軸方向を水平にして位置する第１段回転
ドラム2aのトレッド面に直接当るようになっている。な
お、この受器３は、そのノズルチップ５を含めて金属製
ノズル３ａ及び金属製ポット3bの全体が純銅で形成され
ている。

そして、この供給装置を使用して多段回転ドラム型繊維
化装置２の第１段回転ドラム2aに無機溶融物を供給する
と、供給樋１から供給される無機溶融物の流れ８は、金
属製ノズル3a及び金属製ポット3b内に一旦貯留され、次
いで金属製ノズル3aの底部を構成するノズルチップ５に
設けられたノズル孔６から垂直な流れ９となって流下
し、第１段回転ドラム2aのトレッド面に直接に当り、次
にこの第１回転ドラム2aの遠心力で飛されて第２段以降
の回転ドラム2b、2c及び2dに順次当り、繊維化される。

次に、第３図はノズルチップ５の変形例を示すもので、
このノズルチップ５には２つのノズル孔６が第１段回転
ドラム2aのドラム軸と平行な方向に並んで穿設されてお
り、第４図に示すように、第１段回転ドラム2aのトレッ
ド面に２条の垂直な流れとなって流下し、第１段回転ド
ラム2aに対する無機溶融物の供給幅が増大する。また、
第５図は第１段回転ドラム2aに対する無機溶融物の供給
幅をさらに広げたい場合に使用するノズルチップ５であ
り、４つのノズル孔６が第１段回転ドラム2aのドラム軸
と平行な方向に並んで穿設されている。

次に、本発明の効果を確認するため、供給樋のみにより
無機溶融物を供給した場合を対照とし、上記供給装置を
使用して無機溶融物を供給した場合について行った試験
例を説明する。

ノズルチップ５のノズル孔径を２５mmとし、供給樋１の
先端で１，４０００℃、粘度約１３ポアズ、流量毎時４
トとなる条件で原料無機溶融物を供給し、また、受器３
内での無機溶融物の滞留高さを１３６mmとして試験を行
った。この試験の結果、本発明による供給方法によれ
ば、３００ミクロン径以上の未繊維化物（ショット）の
生成量が対照として行った供給樋直接の場合に比べて４
５％減少し、繊維化収率も５％以上向上した。また、該
受器３に流入する直前の無機溶融物の温度と該受器３か
ら流下する温度との間に差異はなく、温度低下もほとん
ど認められなかった。

［発明の効果］ 本発明によれば、多段回転ドラム型遠心繊維化方式にお
いて、基本的に重要である第１段回転ドラムへの無機溶
融物の供給位置と供給径の安定化を容易に達成すること
ができ、未繊維化物発生の防止と繊維化収率向上を達成
することができる。

さらに、本発明によれば、受器内に滞留した無機溶融物
の液面位置を測定することにより、流量と滞留高さの関
係から無機溶融物の流量又は流速を容易に検出すること
ができ、従来の複雑で高価な装置を使用する必要がな
い。

しかも、本発明によれば、第１段回転ドラムに供給され
る高温の無機溶融物を一時滞留させる受器が金属製であ
るため、カーボン製の場合のように酸化損耗する虞がな
く、また、その周壁部が水冷ジャケットで冷却されてい
るので、高温の無機溶融物によって溶損されることがな
いほか、この受器内に滞留させた無機溶融物が水冷ジャ
ケットとの接触面にセルフコーティングとして薄い凝固
層を形成するので、この金属製受器の摩耗や損傷も防止
され、長期的な優れた耐久性を発揮する。加えて、この
ように受器が金属製であると、その定期的な掃除の際に
受器が冷却されると、この受器内壁面に付着し、セルフ
コーティングとして作用した薄い凝固層にひび割れが生
じ、このひび割れた凝固層は受器を反転させるだけで容
易に剥離し、受器の清掃作業が極めて容易であるという
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る供給装置が適用された多
段回転ドラム型繊維化装置を示す立面説明図、第２図は
第１図のノズルチップを示す平面図、第３図はノズルチ
ップの変形例を示す平面図、第４図は第３図のノズルチ
ップを使用した場合の無機溶融物の流下状態を示す説明
図、第５図のノズルチップの他の変形例を示す平面図で
ある。 符号の説明 (1)…供給樋、 (2)…多段回転ドラム型繊維化装置、 (2a)…第１段回転ドラム、 (3)…受器、(3a)…金属製ノズル、 (3b)…金属製ポット、 (4)(7)…水冷ジャケット、 (5)…ノズルチップ、(6)…ノズル孔。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドラム軸方向を水平にして配置された多段
   階回転ドラム型遠心繊維化装置に無機溶融物を供給して
   繊維を製造する方法において、無機溶融物の供給樋と第
   １段回転ドラムの間に、底部にノズル孔を有し、周壁部
   が水冷ジャケットで冷却されている金属製受器を配設
   し、供給樋からの無機溶融物をこの受器内に一時滞留さ
   せてからそのノズル孔より第１段回転ドラムのトレッド
   面に直接垂直流下させることを特徴とする無機溶融物の
   供給方法。
2. 【請求項２】無機溶融物の供給樋の下流には周壁部に水
   冷ジャケットを有すると共に底部にノズル孔を有する金
   属製受器を配設し、この受器の下方には多段回転ドラム
   型遠心繊維化装置の第１段ドラムをそのドラム軸方向を
   水平にして配設し、上記受器内に滞留した無機溶融物が
   ノズル孔より第１段回転ドラムのトレッド面に向けて直
   接垂直に流下するようにしたことを特徴とする無機溶融
   物の供給装置。
3. 【請求項３】受器は、その周壁部が水冷ジャケットで形
   成されていると共にその底部がノズル孔を有するノズル
   チップで形成されている金属製ノズルと、周壁部が水冷
   ジャケットで形成され、上記金属製ノズルの上部に着脱
   可能に取付けられる金属製ポットとで構成されている特
   許請求の範囲第２項記載の無機溶融物の供給装置。
4. 【請求項４】受器はノズルチップを含めてその全体が純
   銅で形成されている特許請求の範囲第２項又は第３項記
   載の無機溶融物の供給装置。
5. 【請求項５】ノズルチップには複数個のノズル孔がドラ
   ムの軸方向と平行な方向に並んで設けられている特許請
   求の範囲第２項ないし第４項のいずれかに記載の無機溶
   融物の供給装置。