JPS5879836A - ガラスウ−ルの捕集方法および装置 - 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】 本発明は、遠心法によって連続的に細繊維化されたガラ
スの細繊維の捕集方法と捕集装置との改良に関するもの
であり、遠心法によって得られたガラスの細繊維を、そ
の長さ方向を堆積コンベヤの移行方向と平行させ、しか
も繊維分布を均一ならしめうる方法と装置とを提供する
ことを目的としている。

ガラスクールの製造手段には、所謂ジェット法によって
ガラ°スを細繊維化するものと、所謂遠心法によってガ
ラスを細繊維化するものとがあり）この細繊維化の相違
により捕集方法も捕集装置も相違している。

上述のジェット法による手段として、例えば毎時１５０
７９〜３００１１９程度比較的小規模のガラスウール製
造ラインにおいては、特公昭１４３＝−１０１８２号公
報に示されるように、多数のオリフィスを設けた板状体
から重力によって流下する溶融ガラスを１＋〜６　ｍ／
ｍｉｎ程度の遅い引張速度で！１張って、直径３００〜
５ｏｏミクロン程度のガラス−次繊維とし、これを１６
５０〜１７００℃程度の高温の火焔を１８０〜２３０ｍ
／ｓｅａの高速で噴射するジェット噴流中に上方から下
方へ向けて導入し、該ガラスの一次繊維を平均５〜７ミ
クロン程度の細繊維に細繊化し、これを特公昭Ｉ＋３−
１２６３０号公報、特公昭４３−１２６３１号公報に示
されるような手段で、バインダーを供給し、捕集する手
段が知られている。

この手段によると、ガラスの細繊維の長さ方向が堆積コ
ンベヤの移行方向に平行に配向され、かつ、堆積コンベ
ヤの幅方向における細繊維の分布が極めて均一となり、
厚さの薄い、繊維分布の均一なガラス繊維のウェブ状物
を得るのに適している。この手段で得られたウェブ状物
は、樹脂の長さ方向が堆積したウェブ状物の長さ方向に
平行しているので、ウェブ状物の長手方向に関する引張
強度が優れており、特公昭５２−２９３８９号公報、特
公昭５２−３２４２５号公報、特公昭５３−３０３７１
＋号公報に示される手段によって、パイプ状保湿用ガラ
スウール製品を、破断等を生ずることなく製造するのに
最適であり１また上述のジェット法による手段は、２０
〜１００謔程度の一定厚さで、嵩密度１０〜２０　ｍ／
♂程度のマット状物を作るにも適し、得られたマット状
物は、圧縮と引張りを加えつつ渦巻状に梱包する場合に
破断を生ぜず、開梱時の厚さの復元性もすぐれ、マット
状物表面の幅方向の亀裂も生じないものである。

ジェット法は上述のように高品質のウェゾ状物、マット
状物を得られるが、遠心法によるガラスの細繊維化手段
に比し、同じ平均直径のガラス細繊維の単位重量を得る
ために要する燃料が著しく多量に必要であり、近来の燃
料単価の高騰に伴ない満足すべき手段では無くなってい
る。

このため、遠心法によって得られるガラスの細繊維を、
その長こ方向を堆積コンベヤの長さ方向と平行させ、し
かも堆積コンベヤの幅方向、長さ方向の双方における繊
維分布を均一ならしめて捕集する方法と装置が望まれる
に至った。

上述の遠心法によるガラスの細繊維化手段は、普通、垂
直軸のまわりに回転するローターから溶融ガラスを遠心
力の作用で射出し、垂直下方に指向された環状の高温噴
気流を射出された溶融ガラス流に当て、細繊維化し、こ
の細繊維群流を堆積コンベヤに通常は垂゛直に衝突させ
て捕集している。

このため捕集されたウェブ状物において、堆積コンベヤ
の移行方向と平行する繊維配向が、前述のジェット法に
よって得られたウェブ状物より少なく、この得られたウ
ェブ状物は長さ方向のす１張強度が弱く、前述のような
パイプ状保湿用ガラスウール製品の製造には適さない欠
点がある。

一般に、パイプ状保温用ガラスウール製品は、厚さの薄
いウェブ状物を数多く捲いて形成する程、良質の製品が
得られ、ジェット法の場合には厚さ５−程度のウェブ状
物が用いられているのが実情である。

このウェブ状物の淳さを薄くするには、堆積するガラス
の細繊維の総量にくらべ堆積コンペの移行速度を大とす
ればよいのであるが、このようにすると、ウェブ状物の
厚さと繊維密度が不均一になるし、更にはパイプ状保温
用ガラスウール製品の成形、乾燥、脱芯等の後工程の速
度に比し、堆積コンベヤの移行速度が速やすぎる欠点が
生ずる。

このため、堆積コンベヤの移行速度を４〜７ｍ／ｍｉｎ
程度に遅くシ、シかも捕集されるウェブ状物の厚さを薄
くするには、捕集される繊維の総量を少なくすればよい
が、遠心法による従来の捕集方法、装置において、この
ようにすると、堆積コンベヤの幅方向において、中央帯
域と左右の両端帯域とにおいて、ウェブ状物の厚さと繊
維密度とにむらが生ずる欠点を生ずるものである。

他方、遠心法による手段において、堆積コンベヤの幅方
向におけるウェブ状物の厚さと繊維密度とを均一にする
手段として、特公昭３２−９８８１号公報や特公昭４６
−２５７８９号公報に示されるように、環状の高温噴気
流によって形成された細繊維群流よりなる円筒状の所謂
ベールを堆積コンベヤの幅方向に左右に揺動させつつ該
コンベヤ上に捕集する手段も知られているが、ガラスの
細繊維の長さ方向が堆積コンベヤの移行方向と平行にな
らないのは勿論、該コンベヤの移行速度が余り遅くない
場合に適用されるものであって、堆積コンベヤが１＋〜
７＠／ｍ↓ｎという低速で移行する場合に適用すると、
堆積コンベヤの幅方向に連続する繊維層が、該コンベヤ
の移行方向において断面鋸歯状の積み重なりを生じ、得
られたウェブ状物を長さ方向に引張ると、上述の重なり
部分にずれを生ずる欠点を生じ、前述のパイプ状保温用
がラスウール製品の製造には不適なウェブ状物しか得ら
れない。同様の欠点は、２０〜１００關の範囲のの範囲
のマット状物を製造する際にも生ずる。

以上説明したように、従来の諸方法、諸装置はいずれも
満足すべきものではなかったので、本発明は特許請求の
範囲に記載する構成とすることにより、上述のごとき諸
欠点のない、捕集方法と捕集装置を得たものである。

以下、図示例についてその構成を説明するが、理解を便
ならしめるため、始めに、本発明装置の構成を説明する
。

第１図、第２図において、ｇ＆す１ボツクス１は下底の
ｒＪＡ引口２に負圧が作用され、上面の開口部３からエ
アーを吸引するように構成され、その上面に沿って、多
数の小孔群を貫設されている堆積コンベヤ４が矢印Ａ方
向に連続移行するよう配設されている。

吸引ボックス１の開口部３に臨む堆積コンベヤ４の中心
線上方には、遠心法によるガラス細給される溶融ガラス
Ｔを周知手段たるローターによって細繊維化し、ガラス
の細繊維群流から構成される環状の流れ、所謂ベール８
として吐出する。

この吐出されたベール８は、慣性によって回転流となり
ながら下方へ落下する。

上述のガラス細繊維化装置５のベールの吐出開口部９の
下方には、該吐出開口部９に臨んで開口し、かつ堆積コ
ンベヤ４の上面１０に向っても開口しているガイドチュ
ーブ１１が、機枠１２に、軸１３で振動自在に軸支され
て配設されている。軸１３はガイドチューブ１１の揺動
軸である。

上述のガイドチューブ１１には、リンク１４を介して揺
動杆１５が取り付けられ、揺動杆１５ヰ の１端が回転円盤１６の偏心位置に枢着されており、回
転円盤１６の連続回転により、ガイドチューブ１１は堆
積コンベヤ４の矢印Ａで示される移行方向と平行する方
向に往復揺動させられるように構成されている。上述の
リンク１４、揺動杆１５、回転円盤１６等はガイドチュ
ーブ１１を往復揺動させる駆動装置を構成しているが、
ガイドチューブ１１が前述のように、堆積コンベヤ４の
移行方向と平行する方向に往復揺動させられる限りは、
駆動装置としての構造はいかなる機構であってもよいこ
とは勿論である。

また、例えばガラス細繊維化装置５の周囲に空気を導入
する空気孔を、該装置５に密接あるいは近接させ、かつ
堆積コンベヤ４の移行方向における該装置５の前後両側
部に設け、この空気孔を交互に開閉する手段とか、ベー
ル８に対し、堆積コンベヤ４の移行方向における前後両
側から交互に空気を噴射する手段等も採用できるし、更
にはガラス細繊維化装置５自体を堆積コンペ、ヤ４の移
行方向において前後に揺動させる手段を採用してもよい
ものである。

上記構成の本発明装置によって実施される本発明方法は
次に説明する構成である。

すなわち、前述のガラス細繊維化装置５で生成された長
さ１０〜２００ＩＩｉｌ＋程度で、太さ５〜７ミクロン
程度のガラスの細繊維群流からなる環状の流れ、所謂ペ
ール８を、前述のガイドチューブ１１内へ流入させると
共に、ガイドチューブ１１を、駆動装置によって第１図
中矢印Ｂ。

Ｃで示すように往復揺動させ、この揺動により、前記ペ
ール８を堆積コンベヤ４の矢印Ａで示す移行方向と平行
方向に往復揺動させつつ、吸引ボックス１の吸引作用に
よって、該コンベヤ４の上面１０上に捕集するのである
。

前述のペール８を構成している不連続のガラスの細繊維
群流は、ガラス細繊維化装置５から吐出さ、れたときの
慣性による回転運動に加えて、ガイドチュ−ブ１１の往
復揺動によって、堆積コンベヤ４の移行方向と平行方向
への往復運動を与えられる。

上述のように回転運動に加えて一定方向への往復運動が
与えられたガラスの細繊維群流には、流体力学で謂うマ
グヌス効果が作用し、往復運動の方向と直交する両側方
向に振り向けられるものである。

すなわち、堆積コンベヤ４の移行方向と平行する方向へ
往復揺動させられているにも拘らず、ガラスの細繊維群
流は、堆積コンベヤ４の左右両側に交互に配分され堆積
するに至る。

ここでガイドチューブ１１の往復運動とペール８すなわ
ちガラスの細繊維群流との挙動を考察するに１ガイドチ
ユーブ１１は往復揺動の前端と後端とで揺動方向が変換
されるので、前後両端においては揺動の速さは零になる
。このため、往復揺動の前後両端において、ガイドチュ
ーブ１１から吐出されるガラスの細繊維群流には、マグ
ヌス効果は発生せず、該群流は、前記前後両端において
ガイドチューブ１１が占めた角度に沿って吐出され、堆
積コンベヤ４の中央帯域に配分される。

他方、ガイドチューブ１１の揺動運動の速さは、前記前
後両端間の中央において最も速くなるので、ガラスの細
繊線群流は、ガイドチューブ１１の揺動方向に伴ない、
前記中央において、堆積コンベヤ４の右側あるいは左側
へ最も強く配向される。

また堆積コンベヤ４の幅方向におけるガラスの細繊線群
流の配分位置はガイドチューブ１１の揺動運動の速さに
比例し、運動速度が速い程、堆積コンベヤ４の幅方向の
外側帯域に寄って配分される。

このため、ガイドチューブ１１の揺動運動の速さが不足
するときは、ガラスの細繊線群流＆ま、堆積コン′ベヤ
４の幅方向の両外側帯域に配分されず、該コンベヤ４の
中央帯域のみに配分されるし、逆に揺動運動の速さが速
過ぎると、細繊線群流は堆積コンベヤ４の両外側帯域に
多くが配分され、中央帯域には僅かな配分が行なわれる
にすぎなくなる。

第１図に示すように、ガイドチューブ１１が回転円盤１
６への偏心結合によって往復揺動されるときは、該運動
の速さの変化は正弦曲線にへ、 従って連続的に変化するし、前述のように、堆積フンベ
ヤ４の幅方向におけるガラスの細繊線群流の配分位置は
ガイドチューブ１１の揺動運動の速さに比例するので、
堆積コンベヤ４の幅方向におけるガラスの細繊線群流の
配分は均一とならず、前述の正弦曲線に従う速度変化に
影響されるはずであるが、堆積コンベヤ４の下の吸引ボ
ックス１には、通常水柱負圧１５〜２０關程度の空気の
吸引作用が働いているので、堆積コンベヤ４上に、既に
多くの細繊線群流が配分された個所は、吸引抵抗が大と
なり、それ以上多くの細繊維が配分されることがなく、
吸引抵抗の小さい個所、すなわち未だ細繊維が十分に配
分されていない個所に、次々と細繊維が捕集され、堆積
し、前述の正弦曲線に従う速度変化の影響は、上述の空
気の吸引抵抗による細繊維の捕集差によって補正され、
最終的には堆積コンベヤ４の全面において、細繊維の配
分力（均一となるものである。

第１図、第２図および第３図において、符号Ｇは、上述
のガラスの細繊線群流の挙動を示すものであるが、ガラ
スの細繊維群は、ローターから射出された際の回転運動
の慣性と、マグヌス効果による運動の慣性と、ガイドチ
ューブ１１の往復揺動に基づく運動の慣性とにより、蛇
行状の運動軌跡を画き個々の細繊維も同じ慣性の作用を
受けつつ、連続移行する堆積コンベヤ４上に到達し、捕
集される。この際、連続移行する堆積コンベヤ４に個々
の細繊維の１端が接してからその全長にわたって該コン
ベヤの上面１０に吸着されるまでに個々の細繊維に与え
られる変位と、前記各種の運動の慣性とが相乗作用する
結果、個々のガラスの細繊維は、その長さ方向を堆積コ
ンベヤ４の移行方向と平行の方向とされて捕集されるも
のである。

ここで、ガイドチューブ１１の下端の開口部から吐出さ
れたガラスの細繊維群の挙動を考察すると、吐出直後か
ら落下速度を徐々に減衰させながら約１，５ｍ程落下す
るが、その後は略等速で落下して行く。

ガラスの細繊維群が略等速で落下するようになる前に、
速い落下速度で堆積コンベヤ上に到達すると、前述の吸
引空気の抵抗による補正作用が有効に作用せず、前述の
ガイドチューブ１１の正弦曲線を画く往復揺動の運動速
度の変化の影響が顕著に現われ、堆積コンベヤ４上に配
分される細繊維が、該コンベヤ４の幅方向の両側帯域に
集中するようになり、均一な堆積が図れないので、ガイ
ドチューブ１１の下端から堆積コンベヤ４の上面１０ま
での距離は１．５＋ａより大であることが必要である。

またガイドチューブ１１の長さは、ガラスの細繊維群流
に方向性を与えるうえで、揺動軸１３の軸心から下端ま
での長さＲが＃０．３１１１以上必要である。

なお、揺動軸１３の軸心から上端までの長さは、遠心法
によるガラス細繊維化装置５から吐出される細繊維群流
すなわちベール８の流れを阻害しない程度の所要値に選
定きれる。

なお、前述の長さＲは約ｌＩ＋１が上限であり、１ｍ程
度になると、細繊維群流が直径３　ｃｍ程度の小さな塊
状の群流となることが観測され、堆積コンベヤ４上に捕
集された際にす雑の集合むらが発生する。

次に、本発明方法、装置により、実験を行ない、良好な
細繊維の捕集が行なわれた条件を示すと１第１表、第２
表、第５表および第４表′のごとくであった。

第１表はガイドチューブ１１の揺動軸１３の軸心から堆
積コンベヤ４の上面１０までの間隔Ｈを２１１とした場
合の条件であり、第２表は、間隔Ｈを３ｍとした場合、
第３表は間隔Ｈを４濯とした場合、第４表は間隔Ｈを５
讃とした場合である。

第４図は、前記間隔Ｈをヰ講とした場合のガラスの細繊
線群流、すなわちベール８の挙動を模型的に示したもの
であるが、間隔Ｈが３１Ｉの場合も概ね同様の挙動を示
しており、装置を側方から見ても、正面から見ても、ガ
ラスの細繊線群流は８字状に蛇行しつつ落下し、かつマ
グヌス効果で決定される力の方向に従って堆積コンベヤ
４の幅方向両側に交互に振られながら落下して行く。間
隔Ｈが５−の場合もほぼ同様の挙動を示すが、堆積コン
ベヤ４の上面１０に近い部分のＳ字状のくねりかや−多
くなることが観察される。

間隔Ｈが５ｍ以上になると堆積コンベヤ上の細繊維の分
散はより一層良好となるものの、細繊維の方向性は、ラ
ンダムとなることが観察される。従って間隔■は２〜５
ｍの範囲が望ましい。

本発明に係る方法、装置においては、ガイドチューブ１
１の揺動時の垂直線に対する前後両側の各揺動角Ｓも良
好な捕集を行なう上で重要な影響があり、第１表ないし
第４表に示す実験の結果では であった。そしてこの範−囲を外れると、堆積コンベヤ
４上の細繊維の配分が不均一となる。９また本発明に係
る方法、装置において、良好な捕集を行なう上では、ガ
イドチューブ１１の１往復揺動に要する時間Ｔも重要な
影響があり、第１表ないし第４表に示す実験の結果では
、ガイドチューブ１１の揺動軸１３の軸心から、該チュ
ーブ１１の下端までの長さＲ（ＩＩ）と、前述の揺動角
Ｓ（度）と、ガラス細繊維化装置５のローターの外周速
度Ｖ　（ｍ／５ｅａ）とに応じ１最小値はＴｍ１ｎ　（
秒）　−（９，３Ｘ１０”−３）Ｒ−８−Ｖ秒最大値は
　Ｔｍａｘ（秒）　−（１，２２Ｘ１０”−２）Ｒ−８
−Ｖ秒であった。そしてこの範囲を外れると堆積コンベ
ヤ４上における細繊維の分配が不均一となる。

上述の本発明方法、装置によれば、堆積コンベヤの移行
速度が４〜７諷／５ｅｃＳ該コンベヤ上の一維堆積予定
幅が１．１５１１程度であり、ガラス細繊維の生産量が
１５０＝３００１１９／ｈｒ程度の小規模の遠゛心法に
よるガラス細繊維化装置を用いる場合には、該ガラス細
繊維化装置を１基だけ、堆積コンベヤの中央部帯域に配
置するだけで、前記堆積コンベヤの繊維堆積予定幅の全
域にわたり、繊維の長さ方向を堆積コンベヤの移行方向
と平行に配向させて均等に堆積させ、捕集することがで
きた。

なお、上述のように堆積され、捕集されるウェブ状物の
厚さを厚くしたいときは、同一構造とガラス細繊維化装
置と揺動するガイドチューブと＠引ボックスとよりなる
装置を、堆積コンベヤの移行方向に複数装置列設すれば
よい。

堆積コンベヤの繊維堆積予定幅が２ｍ前後あるいはそれ
以上のときは、ガラス細繊維化装置と揺動するがイドチ
ューブとよりなる複数の装置を堆積コンベヤの幅方向に
並列させるか、あるいは千鳥状に配置すればよい。

勿論、堆積コンベヤの移行方向と幅方向との双方に複数
の上記装置を配設してもよいものである。

また、本発明方法、装置によって得られたウェブ状物の
上に、更に公知の諸手段によってガラス細繊維を堆積さ
せ一体のウェブ状物としてもよいし、その上に再度、本
発明方法、装置によってガラス細繊維を堆積させてもよ
いものである。

本発明に係る方法は、以上説明した構成９作用のもので
あって、ガラス細繊維の生産量が毎時１５０−３００ｋ
ｇであり、堆積コンベヤの移行速度がキ〜７ｍ／ｓｅｃ
程度の比較的小規模であり、かつ多品種の生産に用いら
れる遠心法によるガラス細繊維化装置と捕集装置とに適
用した場合に、ガラスの細繊維の長さ方向を、堆積コン
ベヤの移行方向に平行させ、しかも繊維分布を均一なら
しめうる効果を奏し、製品化のための二次加工に当ｂｍ
維層の破断とかずれを生ずることのないウェブ状物を高
能率に生産しうる効果を有する゛。

また本発明に係る装置は、比較的構造が簡単であり１．
従来設備の改造も容易であるし、設備費も比較的低く抑
えうるのみですく、ガイドチューブの揺動角、１揺動に
要する時間等の調節も容易に行なうことができる等の効
果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の実施の１例を一部断面として示
した略本側面図、第２図は第１図中１−１１１拡大断面
図、第３図は第１図中ト１線断面図、第４図は本発明方
法の１実施例におけるガラス細繊維群流の挙動を示す略
本側面図である。５ １：吸引ボックス、３：吸引ボックスの開口部、４：堆
積コンベヤ、５ニガラス細繊維化装置、９　＊　ヘー／
’　、１’　０　＊堆積コンベヤの上面、１１ニガイド
チユーブ、１２：機枠、１３：揺動軸、１４：リンク、
１５．：揺動杆、１６：回転円盤。 特許出願人　パラマウント硝子工業株式、会社代理人　
市川　埋合 代理人　連層　達也 第１図 第２図 第３図 ４ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遠心法によってガラスを連続的に細繊維化し、連続
   移行する堆積コンベヤによって該ガラスの細繊維を捕集
   する方法において、４連続的に生成され供給されるガラ
   スの細繊維群流を、堆積コンベヤの移行方向と平行方向
   に往復揺動させつつ堆積コンベヤで捕集することを特徴
   とするガラスウールの捕集方法。 ２、ガラスの細繊維群流をガイドチューブ内に導入し、
   該ガイドチューブを堆積コンベヤの移行方向と平行方向
   に往復揺動させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のがラスウールの捕集方法。 ６、　ガイドチューブの揺動軸と堆積コンベヤと、表面
   との間隔をＨｍとしたとき、ガイドチューブの揺動が、
   垂直線に対する片側の最小揺度までの範囲内とされてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のガラス
   ウールの捕集方法。 ４、ガイドチューブの１揺動に要する時間Ｔが、最小値
   Ｔｍ１ｎ’＝（９，３Ｘ１０　　）Ｒ−８−Ｖ秒から最
   大値’Ｉ’ｍａｘ−（１，２２Ｘ１０−２）Ｒ−８−Ｖ
   秒までの範囲〔但し、Ｒ・・・ガイドチューブの揺動軸
   心から下端までの長さくＩり、Ｓ・・）ガイドチューブ
   の垂直線に対する片側の揺動角（度）、■・・・遠心法
   によるガラス細緻化装置のローターの外周速度（ｍ／ｓ
   ｅａ　）　）とされていることを特徴とするガラスウー
   ルの捕集方法。 ５、″吸引ボックスの上面に沿って連続移行する堆積フ
   ンベヤの中心線上方に、遠心法によるガラス細繊化装置
   が配置されており、該ガラス細繊化装置のガラスの細繊
   維群流の吐出開口部に臨み、堆積コンベヤの上面に向っ
   て開口するガイドチューブが、振動自在に機枠に軸支さ
   れて配設されており、該ガイドチューブには、堆積コン
   ベヤの移行方向と平行方向にガイドチューブを往復揺動
   させる駆動装置が付設されていることを特徴とするがラ
   スウールの捕集装置。