JPH07331523A - 二成分繊維を製造するスピナー - Google Patents

二成分繊維を製造するスピナー

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JPH07331523A
JPH07331523A JP7137683A JP13768395A JPH07331523A JP H07331523 A JPH07331523 A JP H07331523A JP 7137683 A JP7137683 A JP 7137683A JP 13768395 A JP13768395 A JP 13768395A JP H07331523 A JPH07331523 A JP H07331523A
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JP
Japan
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spinner
orifices
peripheral wall
baffle
glass
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JP7137683A
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Inventor
David C K Lin
シー ケイ リン ディヴィッド
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Owens Corning
Original Assignee
Owens Corning Fiberglas Corp
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/04Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
    • C03B37/045Construction of the spinner cups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/075Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
    • C03B37/0753Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres consisting of different sorts of glass, e.g. bi-component fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2213/00Glass fibres or filaments
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、2成分ガラス繊維又は他の
熱可塑性繊維を形成する場合の溶融ガラスの2成分流の
分配を改善することにある。 【構成】 周壁を備えたスピンナを有する2成分繊維の
製造装置が提供される。スピンナの周壁には、2成分繊
維を遠心力により飛ばすためのオリフィスが設けられて
おり、スピンナは周壁の内面の回りで周方向に配置され
たバッフルにより一連の隔室に分割されている。バッフ
ルは、垂直に対して約5〜75°、最も好ましくは約4
5°の角度に配置されている。従って、スピンナの構造
的一体性のためのオリフィス間の最小必要間隔を維持し
ながら、スピンナ周壁のオリフィスの個数を増大させ、
スピンナの繊維処理能力を増大できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性材料から二成
分繊維(dual−component fiber
s)を製造する装置に関し、より詳しくは、ガラスその
他の鉱物繊維又はポリマー繊維等の溶融熱可塑性材料の
2つの流れを遠心力により飛ばして二成分繊維を製造す
るスピナー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラスその他の熱可塑性材料からなる繊
維は、遮音材又は断熱材を含む種々の用途に有効であ
る。ガラス繊維断熱製品を製造する従来の一般的な方法
として、ロータリ法からガラス繊維を製造する方法があ
る。単一溶融ガラス組成物が、一般にスピナーとして知
られている遠心機の外壁のオリフィスに強制的に通さ
れ、1次直状短繊維が製造される。慣用ガラス繊維(通
常は、直状繊維)の変更態様として、カール(ヘリカ
ル)した形状の繊維が使用されている。これらの繊維
は、異なる2つのガラス流(一般に、Aガラス流及びB
ガラス流と呼ばれている)を結合し、2つのガラス流を
遠心力により飛ばしてカール(ヘリカル)繊維にするこ
とにより製造される。Stalegoの米国特許第2,
998,620号には、二成分ガラス組成物からなるカ
ール(ヘリカル)ガラス繊維が開示されている。この米
国特許は、熱膨張係数の異なる2つのガラス組成物をス
ピナーのオリフィスに通すことにより、ステープルカー
ル繊維を製造する技術を開示している。ガラスは整合し
た一体関係をなす二成分ガラス流(dual−glas
s stream)として押し出され、これにより、繊
維は熱膨張係数の差異により冷却時に自然にカールす
る。この米国特許の一実施例として、周囲の垂直バッフ
ルにより分離され且つ垂直方向に整合した隔室を備えた
スピナーであって、交互の隔室が異なるガラスを収容し
ているスピナーが開示されている。特許権者は、バッフ
ルがスピナーの周壁と交差する箇所には、バッフルより
も幅広のオリフィスを穿孔することを教示している。オ
リフィスの方がバッフルよりも幅広であるので、オリフ
ィスはバッフルの両側で両垂直隔室と連通しており、A
ガラス及びBガラスの両方がオリフィスを通ってスピナ
ーから出て、二成分ガラス流を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、二成分ガラス繊維又は他の熱可塑性繊維を
形成するのに、溶融ガラスの二成分流の分配を改善する
必要性が依然として存在する。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記必要性は、スピナー
から二成分繊維が遠心力により飛ばされるときの繊維同
士の干渉を最小にし且つスピナー面のオリフィスの個数
を増大させてスピナーの繊維処理能力を増大できる態様
でスピナー周壁に一連のオリフィスが配置された本発明
の装置により解決される。「ガラス繊維」、「ガラス組
成物」及び「ガラス」なる用語を使用する本願明細書の
目的から、「ガラス」とは、岩石、スラグ、玄武岩並び
に伝統的なガラス等の全てのガラス質物質を含むもので
ある。熱可塑性材料及び熱可塑性繊維には、ガラス及び
他の鉱物繊維以外に、ポリエステル繊維及びポリプロピ
レン繊維等のポリマー材料からの繊維が含まれる。本発
明の一態様によれば二成分繊維を製造する装置が提供さ
れ、該装置は、周壁を備えたスピナーを有し、該スピナ
ーが、周壁の内面の回りで周方向に配置されたバッフル
により一連の隔室に分割されている。バッフルは垂直に
対して約5〜75°(最も好ましくは約45°)の角度
に配置されている。この構成により、スピナーの構造的
一体性のためのオリフィス間の最小必要間隔を維持しな
がら、スピナー周壁のオリフィスの個数を増大できる。
【0005】第1及び第2の溶融熱可塑性材料が、任意
の適当な装置によりスピナーに供給される。例えば、材
料がガラスである場合には、前記装置として、溶融炉及
び2つの溶融ガラスを供給するための前床がある。スピ
ナーには、隣接する隔室が異なる熱可塑性材料を収容す
るように、第1溶融熱可塑性材料を1つおきの隔室内に
指向させ且つ第2溶融熱可塑性材料を残余の隔室内に指
向させるデバイダが設けられている。また、スピナーの
周壁には一連のオリフィスが設けられている。オリフィ
スはバッフルと整合して配置され且つバッフルの幅より
広くて隣接する隔室同士を連通させ、第1及び第2熱可
塑性材料を単一オリフィスから遠心力により飛ばして二
成分繊維を形成する。好ましい形態では、オリフィスの
長手方向軸線がほぼ水平であり、別の好ましい形態で
は、オリフィスの長手方向軸線はバッフルに対してほぼ
垂直であり、従って水平に対して或る角度をなしてい
る。多数の繊維が遠心力により飛ばされるときの繊維同
士の干渉を最小にするため、オリフィスは、該オリフィ
ス間の熱可塑性材料の処理能力(スループット)に約
2:1〜10:1の差を与えるサイズを有している。か
くして、繊維が重力及びホットエアブラストにより下方
に旋回されて細くされるときに、繊維が交絡し且つ短部
片に破断される傾向が減少する。
【0006】一般に、オリフィスは列をなして配置され
ており、処理能力を変化させるためオリフィスの幅がス
テップ状又はリニアに変化している。また、隣接するオ
リフィス列が互いにオフセットしている。本発明の好ま
しい実施例では、熱可塑性材料はガラスであり、スピナ
ーは2つの別々の溶融ガラスの流れを受け入れて二成分
ガラス繊維に繊維化するようになっている。従って本発
明の特徴は、二成分繊維がスピナーから遠心力により飛
ばされるときの繊維同士の干渉を最小にし且つスピナー
の繊維処理能力を増大させるべくスピナー面のオリフィ
スの個数を増大できる態様でスピナー周壁に配置される
一連のオリフィスを設けることにある。本発明のこれら
の及び他の特徴及び長所は、以下の詳細な説明、添付図
面及び特許請求の範囲の記載から明らかになるであろ
う。
【0007】
【実施例】本発明は、不規則形状(すなわち、軸線方向
に沿って直状でない)をもつ二成分ガラス繊維を製造す
る装置に関連して説明する。しかしながら、本発明は、
カール(ヘリカル)繊維のような他の種類の二成分ガラ
ス繊維の製造装置だけでなく、ポリエステル又はポリプ
ロピレン又はガラスとポリマーとの組合せのような他の
熱可塑性材料からなる二成分繊維の製造装置をも含むも
のであることを理解すべきである。不規則形状のガラス
繊維からなる断熱製品は、図1に示すようなロータリ繊
維形成/パックヒートセッティング法(a rotar
y fiber forming and pack
heat setting process)で製造さ
れる。異なる2種類の溶融ガラス組成物(Aガラス及び
Bガラス)が、炉10及び前床12のような任意の適当
なガラス源からロータリファイバライザ14に供給され
る。ガラスは、冷却すると不規則形状(直状ではない形
状)になるような種々の機械的属性を有することが好ま
しい。このような種々の機械的属性として、例えば、異
なる熱膨張係数、異なる融点、異なる粘度又は異なる機
械的強度がある。ファイバライザにより製造される不規
則形状のガラス繊維のような二成分ガラス繊維のベール
18が、コンベア16の下に配置された真空装置(図示
せず)によりウールパック20としてコンベア16上に
収集される。繊維は、ファイバライザに隣接するブロワ
22からの空気又はガスによりコンベア16に向かって
下方に吹きつけられるとき、細くされ、冷却され且つ不
規則形状になる。
【0008】次に、任意ではあるが、ウールパック20
は、約700〜1200 0F (371〜650℃)のヒ
ートセッティング温度でオーブン24に通すことができ
る。ヒートセッティング温度は、繊維形成工程からの幾
分かの熱を保有させるべく繊維形成後の繊維冷却工程の
速度を遅くするか、ヒートセッティングオーブン24内
で繊維を再加熱することにより達成できる。オーブンを
通る間、ウールパック20は、上コンベア26及び下コ
ンベア28と、縁ガイド(図示せず)とにより成形され
る。オーブン24内にある間、ガラス繊維にホットガス
の流れを与えて均一加熱がなされるようにしてもよい。
繊維がコンベア26、28により拘束されるとき、繊維
は圧縮ばねの態様で応力を受ける。ヒートセッティング
温度を受けるとき、繊維は弛緩して応力が低下し、ウー
ルパックはその所望形状を保持する。15分までの時間
の経過後、ウールパック20は断熱製品30としてオー
ブン24を出る。ヒートセッティングは、本発明にとっ
て任意の事柄であることを理解すべきである。別の方法
として、ウールパックは、Schelholn等の米国
特許第5,277,955号(該米国特許は本願に援用
する)により教示されているように、外側プラスチック
層で包むことができる。更に、ウールパックには、ステ
ッチング、ニードリング又は流体交絡加工を含む他の製
造技術を適用できる。
【0009】図2に示すように、スピナー60は、スピ
ナー周壁64及びスピナー底壁62を有している。スピ
ナーは、当該技術分野で知られているように、スピンド
ル66上で回転される。スピナーの回転により、溶融ガ
ラスはスピナー周壁64のオリフィスを通って遠心加工
され、1次繊維68を形成する。1次繊維68は、環状
バーナ70の熱により、柔らかくて細くなることができ
る状態に維持される。スピナー60の内部に熱を与える
ための内部バーナ(図示せず)を使用することもでき
る。通路74を通る誘引空気を使用する環状ブロワ72
が、1次繊維68を引っ張って更に細くし、ウール断熱
材として使用するのに適した2次二成分ガラス繊維76
にするように配置されている。不規則な形状をもつこの
二成分ガラス繊維は、次に、図1に示すようなコンベア
上に収集されて、ウールパックに形成される。スピナー
60の内部には、溶融ガラスの2つの別々の流れ、すな
わちガラスAを含む第1流78及びガラスBを含む第2
流80が供給される。第1流78のガラスはスピナー底
壁62上に直接落下し、遠心力によりスピナー周壁64
に向かって外方に流れて、図示のようなガラスAのヘッ
ドを形成する。溶融ガラス流80のガラスBは、第1流
78よりもスピナー周壁64に近接して位置決めされて
おり、ガラスBは、スピナー底壁62に到達する前に水
平フランジ82により遮られる。かくして、ガラスBの
塊すなわちヘッドは、図示のように水平フランジ82の
上方に形成される。
【0010】図3及び図4に示すように、スピナー60
には、スピナー周壁64より半径方向内方に配置され且
つ全体として周方向に延びた垂直内壁84が設けられて
いる。スピナー周壁64と垂直内壁84との間の空間
は、これらの間に配置された一連のバッフル86によ
り、全体として傾斜した一連の隔室88に分割されてお
り、該隔室88はスピナー周壁64のほぼ全高に亘って
形成されている。バッフル86は、垂直に対して約5〜
75°(最も好ましくは約45°)の角度で傾斜するの
が好ましい。交互の隔室88内には、内壁84のスロッ
ト89を通って、ガラスA及びガラスBが流入する。水
平フランジ82、垂直内壁84及びバッフル86は協働
して、ガラスA及びガラスBを、交互に隣接する隔室8
8内に指向させ、1つおきの隔室88がガラスAを収容
し、一方残余の隔室がガラスBを収容するデバイダを構
成することが理解されよう。スピナー周壁64には、バ
ッフル86の半径方向外端部に隣接して配置されたオリ
フィス90が設けられている。これらのオリフィス90
はバッフル86の幅より大きい幅を有し、これにより、
2つの隣接する各隔室88を連通させて、両ガラスA、
Bを単一オリフィスから遠心力で飛ばすことができるよ
うにしている。オリフィス90は、レーザドリリング、
放電加工ミリング(EDM)、電子ビームドリリング又
は機械的ドリリング等の幾つかの既知のドリル加工技術
によりスピナー周壁に形成できる。
【0011】長オリフィス90は、約4:1〜30:1
(好ましくは約5:1〜25:1)の縦横比を有する。
一般に、オリフィスは、約0.005〜0.040イン
チ(約0.125〜1.0mm)の高さ及び約0.1〜
0.3インチ(2.5〜7.5mm)の長さを有する。
オリフィスは、該オリフィスを通る溶融熱可塑性材料の
流れをメータリングすなわち制限するサイズにするのが
好ましい。これは、溶融熱可塑性材料のヘッドがスピナ
ー60の隔室88内に形成され且つ確立されることを可
能にする。図4から分かるように、各隔室88は周壁6
4の全高に亘って延び且つオリフィス90はバッフル8
6の全長に沿って延びている。バッフル従ってオリフィ
スの列を傾斜させることにより、スピナーの構造的一体
性のためのオリフィス間の最小必要間隔を維持しなが
ら、スピナー周壁のオリフィスの個数を増大できる。例
えば、バッフルを45°に傾斜させると、垂直に並んだ
バッフルの約1.4倍の個数を設けることができる。か
くしてオリフィスの個数が増大すると、スピナーが処理
できる溶融熱可塑性材料の処理能力が増大され、繊維生
産量を増大できる。
【0012】多数の繊維がオリフィスから遠心力により
飛ばされるときの繊維干渉を最小にするため、オリフィ
ス間の熱可塑性材料の処理能力に約2:1〜10:1の
差を与えるサイズにすることができる。処理能力を変え
ることにより、スピナー周壁から外方にスピニングされ
る個々の繊維の距離が変化する。かくして、繊維が重力
及びホットエアブラストにより下方に旋回されて細くさ
れるときに、繊維が交絡し且つ短部片に破断される傾向
が減少する。概略的にいえば、オリフィス90は列をな
して配置されている。処理能力を変えるには、オリフィ
スの幅をステップ状又はリニアに変化させることができ
る。また、オリフィスの隣接列を互いにオフセットさせ
ることができる。図5及び図6には、本発明の別の実施
例が示されている。図5の実施例では、オリフィス90
の長軸は、スピナーからの溶融熱可塑性材料の流れに別
の変量を付与するためバッフル86に対して垂直に配置
されている。図6の実施例では、オリフィスはほぼ水平
であるが、隣接するオリフィスの列は互いにオフセット
されている。以上、本発明を例示する目的で或る代表的
な実施例及びその詳細を示したが、当業者には、本願明
細書に開示する方法及び装置は、特許請求の範囲に記載
する本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を施
すことができることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による二成分繊維製造装置を示す概略図
である。
【図2】本発明の実施に使用されるファイバライザ/ス
ピナーを側方から見た断面図である。
【図3】ファイバライザ/スピナーの周壁を側方から見
た概略図である。
【図4】スピナーの内部から見たA成分及びB成分の隔
室及び仕切り板を示す斜視図である。
【図5】本発明の別の実施例によるスピナーの周壁を示
す概略側面図である。
【図6】本発明の更に別の実施例によるスピナーの周壁
を示す概略側面図である。
【符号の説明】
10 炉 12 前床 14 ロータリファイバライザ 16 コンベア 18 ベール 20 ウールパック 22 ブロワ 24 オーブン 26 上コンベア 28 下コンベア 30 断熱製品 60 スピナー 62 底壁 64 周壁 66 スピンドル 68 1次繊維 70 環状バーナ 72 環状ブロワ 74 通路 76 二成分ガラス繊維 78 溶融ガラスの第1流 80 溶融ガラスの第2流 82 水平フランジ 84 垂直内壁 86 バッフル 88 隔室 89 スロット 90 オリフィス

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)周壁を備えたスピナーを有し、該
    スピナーが、前記周壁の内面の回りで周方向に配置され
    たバッフルにより一連の隔室に分割され、前記バッフル
    が垂直に対して約5〜75°の角度に配置されており、 (b)前記スピナーに第1及び第2の溶融熱可塑性材料
    を供給する装置と、 (c)隣接する隔室が異なる熱可塑性材料を収容するよ
    うに、前記第1溶融熱可塑性材料を1つおきの前記隔室
    内に指向させ且つ前記第2溶融熱可塑性材料を残余の前
    記隔室内に指向させるデバイダとを更に有し、 (d)前記スピナーの前記周壁には一連のオリフィスが
    設けられており、該オリフィスは前記バッフルと整合し
    て配置され且つ前記バッフルの幅より広くて隣接する隔
    室同士を連通させ、前記第1及び第2熱可塑性材料を単
    一オリフィスから遠心力により飛ばして二成分繊維を形
    成することを特徴とする二成分繊維を製造する装置。
  2. 【請求項2】 前記バッフルが垂直に対して約45°の
    角度をなしていることを特徴とする請求項1に記載の装
    置。
  3. 【請求項3】 前記オリフィスの長手方向軸線がほぼ水
    平であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記オリフィスの長手方向軸線が前記バ
    ッフルに対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項
    1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記オリフィスが、該オリフィス間の熱
    可塑性材料の処理能力に約2:1〜10:1の差を与え
    るサイズを有することを特徴とする請求項1に記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 前記オリフィスが列をなして配置されて
    おり、前記オリフィスの幅がステップ状に変化している
    ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】 隣接するオリフィス列が互いにオフセッ
    トしていることを特徴とする請求項5に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記オリフィスが列をなして配置されて
    おり、前記オリフィスの幅がリニアに変化していること
    を特徴とする請求項5に記載の装置。
  9. 【請求項9】 隣接するオリフィス列が互いにオフセッ
    トしていることを特徴とする請求項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】 (a)周壁を備えたスピナーを有し、
    該スピナーが、前記周壁の内面の回りで周方向に配置さ
    れたバッフルにより一連の隔室に分割され、前記バッフ
    ルが垂直に対して約5〜75°の角度に配置されてお
    り、 (b)前記スピナーに第1及び第2の溶融熱可塑性材料
    を供給する装置と、 (c)隣接する隔室が異なる熱可塑性材料を収容するよ
    うに、前記第1溶融熱可塑性材料を1つおきの前記隔室
    内に指向させ且つ前記第2溶融熱可塑性材料を残余の前
    記隔室内に指向させるデバイダとを更に有し、 (d)前記スピナーの前記周壁には一連のオリフィスが
    設けられており、該オリフィスは前記バッフルと整合し
    て配置され且つ前記バッフルの幅より広くて隣接する隔
    室同士を連通させ、前記第1及び第2熱可塑性材料を単
    一オリフィスから遠心力により飛ばして二成分繊維を形
    成し、前記オリフィスが、該オリフィス間の熱可塑性材
    料の処理能力に約2:1〜10:1の差を与えるサイズ
    を有することを特徴とする二成分繊維を製造する装置。
JP7137683A 1994-06-06 1995-06-05 二成分繊維を製造するスピナー Pending JPH07331523A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/254851 1994-06-06
US08/254,851 US5474590A (en) 1993-11-05 1994-06-06 Spinner for manufacturing dual-component fibers having an angled array of orifices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07331523A true JPH07331523A (ja) 1995-12-19

Family

ID=22965840

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