JPS6117438A

JPS6117438A - 鉱物質溶融材料の繊維化方法及び装置

Info

Publication number: JPS6117438A
Application number: JP60144844A
Authority: JP
Inventors: グナール・ハルトウング
Original assignee: Rockwool AB
Current assignee: Rockwool AB
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1986-01-25
Also published as: DK300285A; EP0167508B1; FI852618A0; EP0167508A1; AU575412B2; ATE38824T1; FI78061C; AU4450285A; FI78061B; NO162715B; SE443133B; NO852653L; SE443133C; DK161638C; US4661134A; CA1262631A; JPH0561212B2; FI852618L; DE3566392D1; SE8403522D0

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、鉱物質材料を溶融材料流の形で繊維化装置の
スピナーホイールの表面上に排出して溶融材料が１個又
は互ｌこ共働ヂる数個のスピナーホイールから投出され
るようにすることにより鉱物質繊維を形成する鉱物質溶
融材料の繊維化方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

鉱物質溶融材料を繊維化するために屡々用いられる方法
ｌこよれば、溶融材料は、いわゆる第１スピナーホイー
ルに向って連続的に流下し、この第１スピナーホイール
から投出されることによって、部分的に繊維化されると
共に、他の同様のスピナーホイールに向って投出される
。スピナルホイールは、多少とも円筒状であるが、高速
で回転するようにした、真円筒状、円錐状又は同様の鋼
製のホイールでもよく、溶融材料は、これらのホイール
の外周面上に排出される。

繊維化工程が適切に進行している間に、溶融材料は、ス
ピナーホイールを濡らせ、それから回転エネルギーを受
ける。溶融材料の一部分は、スピナーホイールからすみ
やかに投出され、おそらくは別のスピナーホイールによ
って捕集される。スピナーホイールの周囲速度又は少く
ともそれに近い速度に到達した溶融材料の部分は、小さ
な液滴の形で少しづつ投出される。これらの投出された
液滴は繊維状にけん伸され、又は引出される。

溶融材料の大部分がスピナーホイールに付着し、溶融材
料のごくわずかな部分が予め投出されるようシこ、又は
、好ましくは、いかなる鉱物質溶融材料も予め投出され
ないようにすることは、常に重要な問題と考えられてい
る。この問題は、種々研究され、いくつかの解決がこれ
までに示されている。これらの解決は、次の２つの原理
に基づいている。

１）排出される溶融材料に大きな衝撃エネルギーを与え
る。

１１）スピナーホイールの幅の大部分に亘って溶融材料
を広げる。

ポウエルの米国特許第２５７７４３１号には、これら２
つの原理が示されでいる。この米国特許に示された紡糸
機は、２つのスピナーホイールヲ有シ、溶融材料は、第
１スピナーホイールに向って排出され、第１スピナーホ
イールからの溶融材料の一部分は、第２スピナーホイー
ルに向って投出される。この米国特許の第２図には、第
２スピナーホイールから第１スピナーホイールに溶融材
料が投出されることが示されている。これは、同米国特
許の第４図に一層よく示され、この図には、スピナーホ
イール間の溶融材料間の伝達があることが示されている
。同米国特許による紡糸機は、溶融材料流に向ってガス
を吹付けるためのノズルを備えている。溶融材料は、ノ
ズルの作用に依存し℃溶融材料の液滴のシャワーの形で
第１スピナーホイールに向って排出される。

ホーソーンほかの米国特許第２３９８７０７号は、スピ
ナーホイールが互に多少ともクランプされていることに
よって溶融材料がスピナーホイール上に広げられること
を示している。いずれにしても、スピナルホイール間の
距離は非常に短かいため、このような作用が起こりうる
。

ポウエルの英国特許第６７３５６１号は、衝撃力を増大
させる思想のみに基づいていると思われる。この場合に
は、２つの高速回転するホイールが、実際のスピナーホ
イールの前方に取付けてあり、これらの高速回転するホ
イールは、溶融材料のための加速手段として作用する。

溶融材料が、実際の、即ち第１スピナーホイールに到達
した時には、溶融材料は既に高速に到達している。

バンテイゲリのスエーデン公開公報第３６５１８８ｑに
示された装置は、更に複雑である。この公報の第２図に
は、垂直軸線を有するスピナーホイールの側面から溶融
材料が供給されることが示されている。この装置の原理
は、溶融材料を投出ディスクによってスピナーホイール
に向って投出することにある。投出ディスクの表面に適
切な形状を与えることによって、成る限度内において、
衝突点においての溶融材料流のどんな断面形状も得られ
る。これは同公報の第６〜６図から明らかとなる。

第１１〜１９図には、振動運動によってスピナーホイー
ル上に溶融材料流を移動させるためのいろいろの方法が
示されており、第２０〜２１図には、スピナーホイール
上に溶融材料を塗布状とする方法が示されている。

これらの公知の方法のうちで、英国特許第６７３５６１
号による方法及びこれと等価の形式の装置のみが使用さ
れているようである。しかしこの方法には、２つの基本
的な不利益がある。第１に、この方法によれば、溶融材
料流は、小さな部分に分断されるため、１つの連続した
流れとしてスピナーホイールに到達しない。第２に、加
速手段に含すれるスピナーホイールと同様のホイールが
繊維の投出しも行なうことを阻止できない。これらのホ
イールは実際のスピナーホイールよりも低速で回転する
ため、それから投出される繊維は、他の繊維よりも実質
的に粗くなり、これは別の難点と考えられている。また
、液滴のシャワーがスピナーホイールに供給されること
も、繊維化工程の撹乱モーメントとなり、不必要な材料
の損失を来たすため望ましくない。

米国特許第２５７７４３１号に記載された第１の方法を
モニターすることは非常に難かしく、第１スピナーホイ
ール番こ溶融材料の液滴の無制御のシャワーが供給され
ることによって、溶融材料の損失を大きくする。容易に
理解されるように、溶融材料流が急激に少くなると、溶
融材料は、ノズルによって、スピナーホイールの縁部の
上方に吹飛ばされる。他方では、溶融材料流が急に増大
すると前記と反対の状態になる。この形式の繊維化工程
と同時に通常使用される溶融装置は、可変量の溶融材料
を与えるので、米国特許第２５７７４３１号に示された
方法は、実用化できない。

米国特許第２３９８７０７号に示されたようにスピナー
ホイールを密な間隔をこ配設する構想も適切に機能しな
い。この装置ζこよれば、単に真直下方に向けられた溶
融材料の重い噴流が得られる番こすぎないことが、実験
的に確められている。これとは別に、溶融材料流に含ま
れる未溶融の粒子によって装置が損傷を受けるものと考
えられている。鉱物質材料を立て形炉内において溶融さ
せた際に、未溶融の、即ぢ固体の粒子が溶融材料中をこ
屡々含まれるようになる。才たコークスの小片が溶融材
料と共に炉から取出されることが多く、この場合には装
置が大きな応力を受ける。

スエーデン公開公報第３６５１８潟に示された方法は、
単に机上の産物と見なければならな□１゜当業者ならば
、この公開公報の第２図に示された形式の板からは、１
つの集中された材料流ではなく、むしろ扇形の材料流が
放出されることを理解するであろう。この材料流は全く
役立たない。この公開公報に基づいた別の形式の装置も
実際には作動しない。

前述した提案に留意して、チェノは力）のスエーデン特
許Ｋ　１９６Ｂ７１号ｌこよる提案は多少異なっている
ようである。このスエーデン特許による装置は、加速−
分配ホイールとして作動するホイールを有し、このホイ
ールは、その全周の回りから上方に突出するように延長
する稜縁部をその外周面の中心部に備えている。溶融材
料は、この稜線部の中心部に衝突し、２つの流れに分断
されるので、スを叩くように、溶融材料流が分断されな
いことが非常に重要であることの認識に基づ０１ている
。

〔問題点を解決するための手段とその作用および効果〕

本発明によれば、第１スピナーホイールの幅方向溶融材
料流の排出分布を改善ず゛るために、到来内において、
該溶融材料流がスピナーホイールと接触する個所の少し
前方【こおいて、溶融材料流に作用させることにより、
溶融材料流が小部分に分断されることなく広げられる。

溶融金属流にガス流を向けることによりこれが可能とな
ることが示されている。特に好ましくは、スピナーホイ
ールの回転方向ｆこみで溶融金属流の後方側に前記力を
作用させる。

より容易ｌこ制御可能な溶融金属の別の広げ方法は、溶
融金属流の運動方向を偏向させる偏向部材を溶融金属が
叩くようζこすることにある。偏向部＋１−＋＋　カフ
　−し　＋　　　−−ｄブ　梧　上り　剖−ｌツー　　
し　４−ｑ　　ｌＪ　　　　　／巨　白　肯　→１９ヤ
　仝傘」ｌとして溶融金属流は扁平になる。偏向部材を
スピナーホイールに十分近く配置すると（本発明はその
よのに想定されている）、金属流は、ひと続きに広げら
れた形でスピナーホイールを叩く。偏向部材は、耐熱材
料製の１つ又は２つの変曲をもった静止した板でも、お
そい速度で回転しているシリンダでもよい。偏向部材は
、スラグから偏向部材を連続的に離脱させ常に新しい表
面を溶融金属流に向けるように回転させる。回転速度は
それほど高速としなくともよく、２０〜４００ｒｐ１η
、好才しくは１００〜２０Ｏｒｐｍの速度で足りる。偏
向部材をこれよりも高速で回転させると、偏向部材が繊
維を形成し始め、これは望ましくない。

広げ方法はしよう乱を受けることがあり、このじよう乱
は、溶融金属流の変動によって起こりつる。従つ、で、
この変動はさけるべきである。その他の、より深刻なし
よう乱は、溶融金属流を広げる前にどれか１つのスピナ
ーホイールから投出された粒子が溶融材料流を叩いた時
に起こりつる。

第１スピナーホイールからの粒子が溶融材料を叩く場合
には特にリスクか高くなる。このじよう乱が頻繁すぎる
場合には、スピナルホイールと偏向部材との間に保護手
段を取付けることによって、そのじよう乱をさけるよう
にする。

第１スピナーホイール以外のスピナーホイールから投出
された粒子については、適切に設計された偏向部材自身
によって保護部材を形成する。

溶融金属流は、スピナーホイールの周面ζこ非常に近υ
）個所において偏向させるべきてあり、その間の距離は
、５０關、好ましくは６０龍を超過すべきではない。

偏向部材は、実質的な効果を得るためｌこ、溶融材料流
の広がりが少くとも２０％となるように設計する。この
広がりは５０％としてもよい。溶融材料流の流量が増大
する場合は、溶融材料流を広げることの要望は一層強く
なる。

次に本発明を図面に基づいて一層詳細に訝明する。

〔実施例）第１Ｎ、１Ｂ図に示した繊維化装置は、矢印２の方向に
回転するスピナーホイール１を含み、溶融材料のチャネ
ルろからは、溶融材料のジェット流４がスピナーホイー
ル１に向って流下する。ジェット流４は、溶融材料がス
ピナーホイール１を叩く個所の少し手前で、ノズル６か
らのガス流５０作用を受ける。ノズル乙にはガス配管７
からのガスが供給される。ガス流５の作用に依存して広
ケラした後にスピナーホイール１に衝突する溶融材料の
ジェット流４は、加速され、小液滴の形でスピナーホイ
ール１から投出され、これらの液滴は繊維８となるよう
にけん伸され、これらの繊維８は、スピナーホイール１
から投出される。

第１Ｂ図には、溶融材料のジェット流４がチャネル３か
ら出る個所において広くなっていることが示されている
。しかしジェット流４はその後間もなく円形の断面形状
になる。ノズル６からのガス流５は溶融材料のジェット
流４を再び広くし、スピナーホイール１に衝突する個所
１０のジェット流４の幅は、溶融材料のジェット流４が
最初に広げられる個所の幅よりも大きくなる。

第２図に示した繊維化装置は、２個のスピナーホイール
を有し、チャネル１２からの溶融材料のジェット流１２
は、矢印１４の方向に回転してＧする第１スピナーホイ
ール１３１と向って流れる。溶融材料の流路上において
、溶融材料のジェット流１２が第１スピナーホイール１
５に衝突する個所の前方に、偏向部材１５が取付けられ
ている。偏向部材１５は、一端をＵ字形に連結した２個
の管体１７，１３を含むキャリヤ上に取付けられでいる
。管体１７，１８は、水冷され、そのための冷却水は、
管体１８を経て流入し、管体１７を経て排出される。偏
向部材１５は、使用条件の下に耐性を示す材料からでき
ている。溶融材料のジェット流１１は、偏向部材１５と
接触した時に、広げられ、スピナーホイール１６に到達
する時のジェット流１１は、偏向部材１５の前方のジェ
ット流１１の直径に比べて実質的に広くなっている、ス
ピナーホイール１６に到達した溶融材料は、部分的に、
このスピナーホイールに付着し、溶融液滴２０の形で次
に繊維の形で、スピナーホイール１３の表面を離れる。

溶融材料の一部は、スピナーホイール１３と逆方向ζこ
回転する第２スピナーホイール２２に、ひと続きの単位
２１として転送される。スピナーホイール２２からは、
液滴が、又は、これらの液滴により形成された繊維２３
が投出される。スピナーホイール２２を離れる液滴、繊
維又は粒子２４が溶融材料のジェット流１１に衝突する
ことが考えられる。回転シリンダー２５は、粒子２４の
流動方向に取付けてあり、内部から水冷され、おそい周
囲速度で回転する。

第３図には、内部から水冷される偏向板の一実施例が、
断面図により図示されている。偏向板は、比較的重質の
材料からできている上部壁２６と、内部のスペース２７
と、スペース２７を２つの隔室に区画する中間壁２８と
を備えている。冷却水は、入口２９を経てスペース２７
−に導かれ、上部壁２６と中間壁２８との間の隔室に流
入し、偏向板の下端部に至り、そこで偏向され、中間壁
、２８の下方を通って上向きに流れ、出口３０を経て排
出される。

第５図に示した繊維化装置において、回転シリンダー３
７は、チャネル３６からの溶融材料のジェット流３２の
ための広げ手段又は偏向部材として用いられる。溶融材
料のジェット流の広げ手段は、溶融材料流に対する保護
部材３４と組合せてあり、保護部材６４は、第２スピナ
ーホイールの上方に取付けてあり、この第２スピナーホ
イールから投出された粒子から溶融材料流を保護する。

第１スピナーホイールから投出された粒子から溶融材料
のジェット流３２を保護するための第２保護部材３５も
、第１スピナーホイールの上方に取付けられている。ジ
ェット流３２を広げるためのシリンダー６１と保護部材
３４．３５とは、図示しない冷却系によって内部から好
ましくは冷却される。

なお、溶融材料のジェット流３２の偏向部材として作用
するシリンダー３１は、所望の特定の効果に従って、い
ろυ１ろの大きさ及び形状としてよく、−例として、円
筒形のほかに、その大径端と小径端とを所望の特定の効
果に従って任意の方向に指向させた円錐台形とすること
ができる。

本発明は、前述した実施例のほかにもいろいろと変更し
て実施でき、前述した特定の構成は、単なる例示にすぎ
ず、本発明を限定するものではなむ）。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、溶融材料を繊維化するためのスピナーホイ
ールと溶融材料流を広げるための広げ手段とを備えた繊
維化装置を示す垂直断面図、第１Ｂ図は、第１Ａ図のＡ
−Ａ線に泊った断面図、第２図は、２個のスピナーホイ
ールと変形実施例による広げ手段とを備えた繊維化装置
を示す垂直断面図、第３図は、偏向部材として形成した
本発明による広げ手段の断面図、第４図は、第６図のＢ
−Ｂ線に沿った断面図、第５図は、２個のスピナーホイ
ールと別の変形実施例による広げ手段とを備えた繊維化
装置を示す垂直断面図である。符号の説明１．１３・・第１スピナーホイール、４，１１．３２−
・・溶融材料のジェット流（溶融材料流）。Ｆｉｇ、２Ｂ叫」Ｆｉｇ、　５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉱物質材料を第１スピナーホイール（１；１３）
の周面に溶融材料流（４；１１；３２）の形で排出し、
１以上のスピナーホイールの多少とも円筒状の外周面か
ら投出させることによって鉱物質繊維を成形する鉱物質
溶融材料の繊維化方法において、第１スピナーホイール
（１；１３）の幅方向の溶融材料流（４；１１；３２）
の排出分布を改善するように、到来する溶融材料流（４
；１１；３２）に対し、スピナーホイール（１；１３）
の外周面の母線とほぼ直角な平面内において、該溶融材
料流がスピナーホイール（１；１３）と接触する個所の
少し前方に溶融材料流（４；１１；３２）に作用するこ
とにより溶融材料流（４；１１；３２）を小部分に分断
することなく広げるような力を作用させることを特徴と
する鉱物質溶融材料の繊維化方法。
（２）溶融材料流（４）に作用させる力を、好ましくは
スピナーホイール（１）の回転方向にみて溶融材料流（
４）の後方側から溶融材料流（４）に適用されるガス流
によって溶融材料流（４）に供与することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の繊維化方法。
（３）溶融材料流（１１；３２）に対する力を、静止し
ているか又は低速で回転している偏向部材（１５：３１
）によって供与し、好ましくはスピナーホイール（１３
）の回転方向にみて溶融材料流（１１；３２）の後方側
から溶融材料流（１１；３２）中に導くことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の繊維化方法。
（４）第１スピナーホイールから投出される粒子に対し
て溶融材料流（３２）の前方側を保護することを特徴と
する特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載の
繊維化方法。
（５）第１スピナーホイール（１３）と異なった別のス
ピナーホイール（２２）から投出される粒子に対して溶
融材料流（１１）の後方側を保護することを特徴とする
特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の繊維
化方法。
（６）第１スピナーホイール（１；１３）の表面から５
０ｍｍより大きくない距離、好ましくは３０ｍｍより大
きくない距離において溶融材料流（４；１１３２）に前
記力を作用させることを特徴とする特許請求の範囲第１
〜５項のいずれか１項に記載の繊維化方法。
（７）第１スピナーホイール（１；１３）と接触した時
に、溶融材料流（４；１１；３２）が、少くとも２０％
、好ましくは少くとも５０％広げられるように、溶融材
料流（４；１１；３２）に力を作用させることを特徴と
する特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記載の
繊維化方法。
（８）繊維化に適した鉱物質溶融材料の連続した溶融材
料流（４；１１；３２）を排出するためのシュート（３
；１２；３２）を有し、該鉱物質溶融材料が高速で回転
している第１スピナーホイール（１；１３）の外周面に
供給され、該鉱物質溶融材料の少くとも一部が該第１ス
ピナーホイールに付着して、該鉱物質溶融材料が該第１
スピナーホイールに向って投出されることによって、鉱
物質繊維を形成するようにした鉱物質溶融材料の繊維化
装置であって、該溶融材料流がスピナーホイール（１；
１３）と接触する個所の近接に溶融材料流（４；１１；
３２）を広げるための広げ手段（５、６；１５；３１）
が配設され、該広げ手段が、該溶融材料流（４；１１；
３２）を小部分に分断することなく溶融材料流（４；１
１；３２）を広げるものであることを特徴とする鉱物質
溶融材料の繊維化装置。
（９）溶融材料流（４）の広げ手段が１以上のノズル（
６）を含み、ノズル（６）が溶融材料流（４）に向って
又はそれに沿ってジェット状のガス流（５）を噴出し、
溶融材料流（４）に適用する１以上のガス流（５）の力
に依存して溶融材料流（４）の形状を変更するようにさ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
繊維化装置。
（１０）広げ手段が、スピナーホイール（１）の回転方
向にみて溶融材料流（４）の後方側に１以上のガス流（
５）を適用することを特徴とする特許請求の範囲第９項
記載の繊維化装置。
（１１）溶融材料流（１１）の広げ手段が偏平な又は凹
面状の偏向部材（１５）を含み、偏向部材（１５）が、
溶融材料が好ましくはスピナーホイール（１）の回転方
向に見て溶融材料流（４）の後方側からスピナーホイー
ル（１）と接触する点の少し前方において溶融材料流（
１１）中に部分的に導入されるように取付けられて溶融
材料流（１１）に対して或る鈍角に配向されていること
を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の繊維化装置。
（１２）溶融材料流（３２）の広げ手段が、ほぼ水平な
軸線の回りに回転するようにした主に円筒状の偏向部材
（３１）から成ることを特徴とする特許請求の範囲第８
項記載の繊維化装置。
（１３）偏向部材（３１）が２０〜４００ｒｐｍ、好ま
しくは１００〜２００ｒｐｍの速度で回転することを特
徴とする特許請求の範囲第１２項記載の繊維化装置。
（１４）偏向部材（１５；２６〜３０；３１）を内側か
ら冷却することを特徴とする特許請求の範囲第１１〜１
６項のいずれか１項記載の繊維化装置。