JPS60173153A - 熱軟化性物質の短繊維の製造方法 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、熱軟化性物質の短ｔａｍの製造方法に係り、
特に集綿用コンベアの洗浄水を再利用するようにした製
造方法に関するものである。

［）Ａ明の背景］ 熱軟化性物質の繊維としては、ガラス繊維、ロックウー
ル、スラグウール、あるいはアルミナ繊維等のセラミッ
ク繊維があるが、説明を簡素化するためガラス繊維につ
いて説明する。ガラス知識ＭＥの製造方法として一般的
には、蒸気吹付法、火焔吹付法、遠心法等がある。また
近年回転ガスジェット法が実用化され公知となった。

これらの製造法は溶解したガラスを短繊維状にした直後
これにフェノール樹脂、メラミン樹脂などの結合剤を水
と共に噴霧して付着させ、これを直ちに集綿部コンベア
ーネット（集綿用コンベア）上に落下させコンベアーネ
ットの反対面は負圧として落下してきた綿を吸着してい
る。そして集綿部コンベアーネット上に収集した短繊維
は連続的に積層体として後工程へ送られる。

ところがこの網目状のコンベアーネットにはこの結合剤
が４−１着し長期間の連続」！搬の間に結合剤がコンベ
アーネット網目表面で硬化し［１づまり等の欠点を生じ
る。目づまりが生じた網目面ではネッＭＡｊ面への空気
の流れが妨げられるため綿が吸着されなくなる。このた
め集綿部フード内で短繊維の脚上がりや、又コンベアー
ネットに収集した繊維塊の密度ムラが生じ収集繊ＭＥ塊
を幅方向に均一にすることが出来ない等の欠点が生じる
。このため網目状に形成されたコンベアーネット収集面
を常に目づまりのない状態に保持しなければならない。

従来このような］］的で使用されている９置としては、
コンベアーネットを洗浄するためにコンベアーネットが
ｍ維収集運搬区域から出た位置に温水を利用した洗浄槽
を設け、その温水の中にコンベアーネットを浸漬させ、
コンベアーネットの網目に伯着硬化したフェノール樹脂
、メラミン樹脂等の結合剤を溶解メは分解させ取り除く
ものがある。

このような洗浄槽内は装置の運転に伴って取り除かれた
フェノール樹脂、メラミン樹脂等の結合剤が次第に蓄積
し洗浄水の濃度は次第に高くなる。そこで真水を洗浄槽
に補給し洗浄槽液の濃度を一定植以下に保持し、ネット
の汚れが落ちやすいようにしている。このため洗浄槽内
の液は次第に増加するようになるので抜き出す必要があ
る。

ところがこの洗浄槽液はフェノール樹脂等が溶は込んで
いるので植物、動物に害を与えるおそれがあるところか
らそのまま外部に放出させるわけにいかず、燃焼したり
、バクテリアによる分解を行ったりすることもあるが、
費用がかかる。そこで、フェノール樹脂やメラミン樹脂
等の結合剤の調合液として用い、その調合された結合剤
含有水をいわゆるバインダー液として再利用するのが一
般におこなわれている。（例えば米国特許３，３５６　
、５６５　）　＊即ち、繊維化ユニットによって細緻化
された硝子繊維に噴霧し、固形分は繊維に刺着させ、水
分は蒸発させるのである。

この噴霧されたバインダー液は、集綿コンベアーネット
上に繊維に付着しつつ到達するが、この間にその大部分
の水分は蒸発し、はとんどが固形分のみとなる。その後
硬化炉へと運ばれた短繊維の連続リボン状積層体は一定
の間隙をおいて対置されたフライトと呼ばれる無限軌道
状の上下対からなるコンベアにはさまれたまま加熱され
バインダー液中の残った水分が蒸発すると共にバインダ
ーは硬化する。そして硝子繊維同志を結合させ、一定厚
みを有したＪＪ１層体に仕上げられる。

ところが、前記コンベアーネット上に積層されたｍｒｍ
に４＝Ｊ着した結合剤含有水の水分量の多寡によって＃
！！ｍ積層体製品の品質（主に復元値、即ち製品が運送
及び保管時などに一定圧縮を受けた後１元の厚みに復す
る力）が変わる。即ち、硬化される前のｍ維に付着した
バインダー液の水分量が多い場合は復元値は悪くなり、
少ない場合（ａ度が高い場合）は良くなる。

これらの原因は、バインダー液の水分量が多い場合には
、ｕＡ雑にイ・」着したバインダー粒は水分を多く含み
、当該バインダー粒の表面のみが先に硬化し、硬い皮膜
を作る。その後バインダー粒内部の残った水分が蒸発す
る。この際当該蒸気が表面皮膜を破ってしまう。このた
めバインダーの結合力が弱くなってしまい、結合剤とし
ての働きをなさない。一方、バインダーの水分量が少な
い場合は硬化炉で急加熱されてもバインダー粒の表面及
び内部からほとんど同時に水分が蒸発するので表面皮膜
が破れることもない。そのためその結合力は１−分大き
い。

又、バインダー液の水分量が多い場合は毛細管現象によ
って、その水分はｍｒａ同志をその長手方向に近接させ
、繊維同志を束ねた状態にし、その部分のみ繊維密度を
高くしてしまう、従って、密度の高い部分と低い部分が
積層体中にでき、復元値や断熱性が悪くなる。

なおこのようなバインダー水分量の多寡が製品性状に与
える影響は外気の天候、主に湿度によって変化すること
が認められた。即ち、外気湿度が高い時は噴霧されたバ
インダー粒巾の水分の蒸発は悪く、マット中に水分が多
く残る。一方外気湿度が低い時は、噴霧されたバインダ
ー膣中の水分の蒸発は良いのである。

このようなバインダー水分量の多いことによる製品品質
の低下を防ぐためにはバインダー液の濃度を高めて使用
すれば良いのであるが、常時濃度の高い結合剤含有水を
用いることは製造コストを押し上げる原因となる。

［発明の目的１ 本発明は上記従来技術の問題点を解消すべくなされたも
のであって、その目的は、コンベアーネットの洗浄水を
外気湿度に応じてバインダー液へ混合させるようにし、
コンベアーネットの洗浄水を出来るだけ多く使い、なお
かつ硬化炉に入る前のガラス繊維積層体のバインダーの
水分量を低くすることができ、製造コストの低廉化を実
現することができると共に、外気湿度の変化に迅速に対
応して、上記洗浄水の混合量を調節することができ、こ
れにより高品質の製品を確実に製造することができる熱
軟化性物質の短ｍ＃Ｉの製造方法を提供することにある
。

［発明の構成１ 本発明は集綿用コンベアの洗浄水を、洗浄槽力）ら抜き
出して結合剤を添加し、これを噴霧ノズルから、飛翔中
の熱軟化性物質の知識維番と吹き付邑すて集綿するに際
し、噴霧ノズルへ供給される結合剤含有水（バインダー
液）に、大気中の相対湿度に応じて、清水又は集綿用コ
ンベア洗浄水を混合させ、相対湿度が高いときには噴霧
される結合剤含有水の濃度を高くし、相対湿度が低１．
）ときにＣよ濃度を低くするよう構成したものである。

以下図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。

なお本発明において、熱軟化性物質の繊維としてはガラ
ス繊維、ロックウール、スラグウールあるいはアルミナ
１１１Ｉ維等があるが、以下ガラス繊維を製造する場合
について説明する。

ｆ５１図はガラスミｍ製造工程に本発明を適用したもの
を示す図である。溶融炉で溶解されたガラスは炉５を経
てノズル２よりガラス流となって流出し、　ｍｍ生成ユ
ニット６によって繊維化され繊ｌａ３を生成する。（図
中１は流量調節用のプランジャである。） 次にフード９中の繊維３に結合剤であるフェノール樹脂
、メラミン樹脂等を含有する／（イングー液が複数の噴
霧ノズル７で噴霧される。

壁状囲い（コレクションチャンバ）８の基底即ち開口底
にはコンベアーネット１６が配置されている。ｈ該コン
ベアーネット１６の繊維生成ユニット６の下方相当位置
には吸引室ｌＯが設けられており、大気圧以下の圧力、
即ち負圧を室１０に作るための通常構造の排風機（図示
せず）に吸引管１３によって接続されている。各繊維生
成ユニット６から生成された繊維３は集積して積層体１
４となり、コンベアーネット１６は平板状積層体１４を
比較的高密度なマット１５に圧或する定寸ロール即ちサ
イジングロール１１の下に運ぶ。

更にマット１５はオーブン即ち硬化室１２を経由して運
ばれ、同オーブン内で繊維上の結合剤で硬化される。

このような製造装置において繊維収集Ｍ＊区域から出た
位置に当該コンベアーネット洗浄装置を配置する。連続
運転による収集Ｘ＊を経た当該コンベアーネット１６が
洗浄浴槽１７内の温水１８液面下に浸漬するように回転
ロール１９．１９カ〜配置されている。

即ち、洗浄槽１７内の温水１８液面下を通過させること
により網目の周囲に付着硬化したフェノール樹脂、メラ
ミン樹脂等の結合剤を分離溶解させるものである。

なお、洗浄槽の水温としては、６０℃〜７０”Ｃを保つ
のが洗浄効果を上げるに適切である。水温が６０℃より
低いとネットに付着した樹脂の除去ムラが生じる。一方
７０℃以上にあげることｔよネットの洗浄効果は上るが
加熱エネルギーの無駄遣いとなる。

而して洗浄槽１７中の洗浄水１８は、配管２０によって
抜き出され一旦貯水槽２１中に貯えられる。次いで、ポ
ンプ２３により配管２４から調合槽２５に導入される。

調合槽２５には、配管２６から結合剤が供給可能とされ
ており、攪拌羽根４７によって所定濃度のバインダー液
２７が調整される。例えば、調合槽２５に所足量の洗浄
水と結合剤とを導入し、これらを攬き混ぜて所定濃度の
バインダー液を１バツチずつ調合する。（なおバインダ
ー液を調啜するには、このように洗浄水を用いる以外に
も、水道水、地下水などの清水を用いるようにしても良
い。また洗浄水と清水とを併用しても良い。）この調合
槽２５中のバインダー液２７はポンプ２８、配管２９を
経て噴霧ノズル７へ供給される。配管２９の途中には流
量調節弁３０、流量計３１、ミキサ３２が設置されてい
る。

また調合槽２５を迂回するようにバイパス管路３３が設
けられており、貯水４１２１中の水２２は管路３３を通
ることにより、調合槽２５を通らずに噴霧ノズル７へ供
給＋ＪＩ能とされている。この管路３３には流量計（フ
ローメータ）３４、流量調節弁３５が設けられており、
流量計３１のデータ出力部３７、湿度センサ３８から入
力されるデータに基いて弁３０．３５の開度を調節する
制御器３６が設置されている。なお弁３０．３５の調節
は手動によって行なっても良い。

図中４２．４３．４４は各管路の流量を調節するための
弁であり、このうち弁４４は、ポンプ２３のド流側から
洗浄水の一部を槽２１に戻し配管２４から供給される洗
浄水の流量を調整する配管４５に設けられている。

次に上記装置を用いてガラス類ｔａｔａを製造するに際
して行なわれる、バインダー液の濃度調節について説Ｉ
Ｉする。

前述のように溶解したガラスはノズル２から流出し繊維
生成ユニット６により短繊維状にされる。このｖＡｌｉ
ａｍ生成ユニット６下方に位置したノズル７から噴霧さ
れた結合剤含有水は液滴となりガラス繊維３に付着する
。ノズル７から噴霧された液滴は粒径が小さいので、そ
の比表面積が大きく集綿コンベアネット１６上に到達す
るまでに、ガラス繊維が有する熱量、繊維化装置より発
せられた熱風及びその熱風に吸い込まれた外気によって
、液滴中の水分の大部分が蒸発する。

ところが前述のように、この蒸発速度は外気の湿度の影
響を著しく受ける。即ち、外気の相対湿度が低い場合は
バインダー膣中の水分の蒸発速度が大きい、従ってこの
場合はノズル７より噴霧するバインダー液の固形分比を
少なくし、水分量を多くしてもコレクションチャンバ８
内で水分は十分に蒸発し、捕集時の水分残存量は僅少と
なるので、ガラスマット製品の性能に悪影響を及ぼさな
い、一方外気の相対湿度が高い場合にはコレクションチ
ャンバ８内の相対湿度が高くなり、ノズル７から噴霧さ
れた液滴中の水分の蒸発速度が小さくガラス繊維に伺着
しだ液滴は繊維捕集時にも多くの水分を残している。こ
のためガラスｌａ維同志をその長手方向にｖ１３着させ
所謂束ねた状態にガラスｍＩｎが集まりガラスｍ維製品
の重要な特性である復元性、断熱性あるいは遮音性能な
どが低下する。

そこで未発りｊにおいては外気の相対湿度が高い場合に
は噴霧ノズル７から噴霧されるバインダー液の濃度を高
め、ガラスｔａ維に付着しだ液滴からの水分蒸発量が少
なくて足りるようにし優れた製品品質を維持する。また
外気の相対湿度が低い場合には結合剤含有水の濃度を低
くし、結合剤の使用量を減少させ製造コストを低下させ
る。（この場合、ガラス繊維に付着しだ液滴からの水分
の蒸発速爪が大きいので、製品品質は低下しない、）し
かも木発すＪにおいては、バインダー液の濃度を変える
ために、調合槽と噴霧ノズルとの間の部分にて清水又は
洗浄水を混合させるようにしているので、バインダー液
の濃度調整が極めて迅速であり、外気湿度の急激な変動
に対しても迅速に対処することができる。（因に、外気
湿度の変動に対して調合槽２５中の調合濃度を変えるよ
うにしたのでは噴霧されるバインダー濃度が変化するま
でにに時間を要してしまう、） このｃ度調節は手動によって行なっても良く自動制御す
るようにしても良い。

例えば第１図の装置においては、外気湿度を検知し、こ
の湿度に応じた結合水濃度となるように（この濃度は例
えば制御器３６に演算させるようにすることができる、
）、流量計３４．３７を観察しながら弁３０．３５の開
度を手動で調節することができる。

また制御器３６からの出力信号によって弁３０．３５の
開閉機構を作動させるようにしても良い。

また濃度の調節は、外気湿度が高くなるに従って徐々に
高くなるように調節しても良く、また基準の湿度を設定
しておき、この基準湿度よりも高くなったときに所定の
濃度（高濃度）となるように調節し、基準湿度を下回っ
たときに所定の濃度（低濃度）となるように流量調節し
ても良い、この場合、１つの基準湿度によって調節して
も良く２または３以上の基準湿度によって調節しても良
い。

なお流量調節するに際しては、配管２９を流れるバイン
ダー液の流量と配管３３を流れる洗浄水の流量との両方
を調節しても良く、配管３３を流れる混合用洗浄水の流
量だけを調節するようにしても良い、ただし、洗浄水を
混合してバインダーｉｃｅ、度を下げた場合、ガラス繊
維３へのバインダーの付着歩留がアップするので、その
分だけ配管２９を流れるバインダー液の流量を少なくす
ることができる。

第２図は上記のガラスｔＩＡ維製造装置のコレクション
チャンバ８内の相対湿度の外気相対湿度への依存性の一
例を示すものである。バインダー液の固形分濃度を１５
％にした場合は外気の相対湿度が９０％となってもコレ
クションチャンバ８内の相対湿度は４０％以下であり、
ガラスｍ維に付ｒ１シたバインダー膣中の水分が良く蒸
発し、硬化炉に入る前のガラスｍ維マット中の水分量は
３％以下に保たれ、ガラス繊維製品の復元性や熱伝率笠
の品質は良好であることが認められた。一方。

バインダー濃度が８．３％の場合は、外気の相対湿度が
６０％以下のときにはコレクシ冨ンチャン／へ内の相対
湿度が４０％以下の状態が維持されガラス繊維製品の品
質は良好であるが、外気の相対湿度が６０％を越すとき
にはコレクションチャンバ内の相対湿度が４０％を越し
、バインダー粒のコレクシダンチャンバ内での水分の蒸
発が悪くなり、ガラス繊維製品の品質は悪くなることが
認められた。そして製品品質の低下の度合は外気の相対
湿度が高くなるに従って大きくなることも認められた。

そこで外気の相対湿度が６０％以上の場合は、バインダ
ー固形分濃度が１５％となるように調合槽２５で調合さ
れた調合液をそのままガラス繊維に噴霧し、一方、外気
の相対湿度が６０％を下まわった場合は、流量調節弁３
５を制御器３６で演算された流量となるように開き、流
量計３４にて確認された規定量の洗浄水を配管２９巾を
流れる結合剤含有水に混入させミキサ（市販のスタティ
ックミキサ）３２にて攪拌し、濃度の薄いバインダー液
とし、これをガラス繊維に噴霧する。

この様にして洗浄槽１７中の洗浄水１８は、貯水槽２１
に貯わえもれた後、外気の相対湿度が低いときに大量に
消費される。外気の相対湿度が高いときは回収されて噴
霧に用いられる洗浄水量は少ないので、貯水ｍ２１の貯
水ＪＩＩ：水位が−Ｌ−９１するが、貯水槽２１の容量
を十分大きくしておけば溢れ出るようなことはない。外
気の相対湿度が６０％を越した場合、バインダー濃度を
１５％以上にすることも考えられるが、回収水の使用量
が少なくなること、又、ｍ維への吹付は量が減じるので
、樹脂ムラが生じ、色ムラや復元性等の品質が悪くなる
ので都合が悪い。

第３図は、相対湿度が６０％を下回った場合に上記のよ
うに洗浄水を混入させてバインダー液の濃度を低くする
操作を自動的に行なわせるための制御回路の一例である
。センサ３８はマグネタイト系など公知の湿度センサで
あり相対湿度が低くなるに従って電気抵抗値が大きくな
るという特性を有している。

図４＜の如くトランジスタＴＩのコレクタは抵抗Ｒ２を
介し、又、同ベースは抵抗Ｒ１を介して電ｌ；１ＶＣＣ
に接続されると共に湿度センサ３８を介して接地されて
いる。又、同エミッタは抵抗Ｒ５を介しＶｃｃに接続さ
れると共に、さらに抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して接地されて
いる。トランジスタＴ２のベースは抵抗Ｒ６を介しトラ
ンジスタＴ３のコレクタに接続され、同時に抵抗Ｒ７を
介して接地されている。

トランジスタＴ３のベースはトランジスタＴＩのコレク
タに接続され、エミッタは■ＣＣに接続されている。ト
ランジスタＴ４のベースは抵抗Ｒ８を介してトランジス
タＴ３のコレクタに接続され、コレクタはリレー５０を
介して電源に接続され、エミッタは接地されている。

而して、外気の相対湿度が低下してくると次第に湿度セ
ンサ３８の抵抗が大きくなり、相対湿度が６０％を下回
ると湿度センサ３８両端の電圧降下が所足値以上となり
、トランジスタＴＩがＯＮになる。次いで、抵抗Ｒ２で
電圧降下が生じトランジスタＴ３が、そしてひきつづい
てＴ４がＯＮとなる。これによりリレー５０が作動し、
弁３５の開閉機構５１が作動して弁３５が開となり、配
管３３を洗浄水が流れるようになる。

逆に相対湿度が上昇した場合には、湿度センサ３８の抵
抗が小さくなり、トランジスタＴＩひきつづいてＴ３、
Ｔ４がＯＦＦとなり、リレー５１を通じｉｔ開閉Ｊａ構
５１が弁３５の閉操作を行なう。これにより、結合剤含
有水への洗浄水の混合が停止され、結合剤含有水の濃度
が高められる。

なおトランジスタＴ２はシュミットトリガ回路を構成し
、相対湿１ｇＬ６０％でのハンチングを防止している。

なおその他の制御回路を用いても本発明方法を実施する
ことは当然ながら１丁能であり、またマイコンの如きコ
ンピュータを用いても実施できることは明らかである。

、１−記の説明ではバインダー液に途中から洗浄水を１
配合して外気の相対湿度の変化に対応したバインダー液
の濃度調節を行うようにしているが、本発明では、洗浄
水の替わりに水道水、地下水などの清水をバインダー液
に混合するようにしても良い。また洗浄水と清水とを併
用しても良い。

［発明の実施例］ 実施例１ ５５１図の装置を用い、外気温度が３０℃、外気相対湿
度が５０％のときに、濃度８．３％の結合剤含有水を噴
霧し、密瓜ｔｏＫｇ／ｍ″、厚さ５０ｍｍのガラス短繊
維マット製品（ｆ！Ｊｌ造時厚み７５ｍ　ｍ　）を製造
していた。この製品を５ｍｍにまで圧縮した後圧縮力を
開放したときの厚み（復元値）を測定したところ５５ｍ
ｍ以上を保持していた。ところが、製造を続行していた
ところ、製品の復元値が５２ｍｍとなり規格限界に達し
た。外気条件を調べると、外気温度が２６℃、相対湿度
が７０％となっていた。そこでバインダー液に混入して
いた洗浄水の量を減らし、バインダー濃度が１５％にな
るようにした。その結果、復元値は５７　ｍ　ｍと上昇
し、良い製品となった。

［発明の効果］ 以北の通り本発明は清水又は集綿用コンベアの洗浄水を
外気湿度に応じて結合剤含有水へ混合させるようにした
ので、結合剤の使用量を減らすことができ、製造コスト
が低廉化される。

また清水又は洗浄水を、調合槽と噴霧ノズルとの間の部
分から結合剤含有水に混合させるようにしたので、外気
湿度に対応した結合剤含有水の濃度調部が極めて迅速で
ある。そのため結合剤含有水の濃度が常に適ｙＪｔもの
となり、高品質の製品を確実に製造することが可能とさ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置の一例を示す側面図、
第２図は外気の相対湿度とコレクシ禦ンチャンバ内相対
湿度との関係の一例を示すグラフ、ｔｔＳ３図は制御器
３６の構成の一例を示す回路図である。 ７・・・・・・噴霧ノズル、１６・・・・・・集綿用コ
ンベア、１７・・・・・・洗浄浴槽、　２５・・・・・
・調合槽、３６・・・・・・制御器。 代理人　弁理士　重　野　剛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　加熱されて軟化した熱軟化性物質を短繊維状に
   して飛翔せしめこれに噴霧ノズルから結合剤含有水を吹
   き付けた後、集綿用コンベアにて集綿する工程を有し、
   この集綿用コンベアを洗浄した洗浄水を、前記結合剤含
   有水を調嵯するための用水の少なくとも一部として用い
   るようにした短繊維の製造方法において、 前記噴霧ノズルへ結合剤含有水を送給する送給管に、清
   水及び／又は前記洗浄水を供給して混合させるための混
   合水送給管を接続し、この混合水送給管から供給される
   清水及び／又は洗浄水の流量を調節することにより、大
   気中の相対湿度の高又は低に応じて前記結合剤含有水の
   結合剤濃度を高く又は低くするようにしたことを特徴と
   する熱軟化性物質の短繊維の製造方法。