JPS62171941A - 無機短繊維の製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転体の遠心力、及び分散引伸しをするた
めの高温高速又は高速のガス流を利用した無機短ａｍの
製造装置に関するものである。

（従来の技術〕 第２図は従来における無機短繊維の製造装置の一例を示
す断面図、第３図は高速回転体（２）の形状を示す斜視
図であり、図中、（１，）は垂直、水平又は傾斜等、所
定の方向に取付けられて１図示しない駆動源により矢印
のように回転される回転軸であって、この図では垂直軸
の場合を示している。（２）はこの垂直軸たる回転軸（
１）に着脱自在に固定され、該回転軸（１）と一体にな
って高速で回転する高速回転体（以下「回転体」ともい
う）であって、この高速回転体（２）は単一の場合又は
複数の組合わせから成る場合があるが、この図では、単
一のカゴ形中空形状の場合を示している。

（３）は高速回転体（２）の外周綾部近傍に、環状に固
定して取付けられたガス流供給口であり、高速回転体（
２）の外方周囲に該回転体（２）と同心の環状に高温か
つ高速のガス又は高速ガスを排出し、かつ噴射する機能
を有している。（０はカゴ形中空形状の高速回転体（２
）の円筒部外周全面に亘って多段に多数穿設された貫通
孔（以下オリフィスともいう）であり、孔の直径は通常
０．２〜１．２−■となっている。

従来の無機短繊維の一例の製造装置は上記のように構成
され、この装置を用いて、例えばガラスウール等の無機
短繊維を製造する手段について説明すると、まず、目的
とする所定の繊維組成となるように予め原材料が配合さ
れた無機質原料を、電気炉等で高温に加熱溶融して溶融
物（５）にする。この溶融された無機質原料即ち溶融物
（５）を矢印（第２図中の矢印Ａ）で示すように、回転
中の高速回転体（２）の内部に供給する。すると、溶融
物（５）は高速回転体（２）の内部に貯留されて該回転
体（２）とともに回転運動するから、この溶融物（５）
に遠心力が作用することにより、回転体（２）の周縁部
（６）及びオリフィス（４）から糸状に分散放出されて
飛散する。ところが、この回転体（２）の外方周囲には
環状の高温かつ高速のガス流又は高速のガス流（Ｂ）が
ガス流供給口（３）から噴射されているから、分散放出
された溶融物（５）はこのガス流（Ｂ）によって分散引
伸しされて、細かい繊維状の無機短繊維（７）が製造さ
れる。

また、別の製造手段としては、オリフィス（０を用いな
い場合がある。即ち、単−又は複数の組合わせからなる
中空の円筒状の回転体（２）を水平軸上又は傾斜軸上に
取付けたタイプで、この場合は回転体（２）の寸法は直
径が１０〜５０ｃｍ、円筒部長さが５〜２５ｃｍの範囲
にある。

更に、上記各手段では、回転体（２）の使用寿命の長期
化、操業の安定化、及び得られる無機短繊維の品質の安
定化を図るために、回転軸（１）及び回転体（２）の内
部より必要に応じて冷却又は水冷をする方式が採られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の様な無機短繊維の製造装置での回
転体（２）による繊維化においては、回転体（２）に供
給される、原料である溶融物の温度は、通常１０００℃
以上の高温であるため、例え、回転体（１）及び回転体
（２）の冷却を行なったとしても、溶融物（５）の接触
による回転体表面の侵食又はオリフィス（４）の径の拡
大等により、回転体（２）の使用寿命は１００〜２００
時間程度と非常に短かい。したがって回転体（２）を取
替える頻度が多く、コ芥トがかかる上、取替えのたびに
装置全体を停止する必要があり、更に、製品として得ら
れる無機短繊維の径が、回転体（２）の使用時間ととも
に変化して次第に大きくなるという問題点があった。

また、オリフィスのない場合であって、円筒部の外周表
面に溶融物を落下させて繊維化する装置の場合において
は、溶融物が接触している回転体の円筒表面が凹凸状に
侵食されるため、回転体の使用時間とともに溶融物の回
転体への付着が不充分となり、製品の繊維径分布の拡大
、非繊維化物含有量の増大を引き起こして、製品の繊維
の品質が悪化する等の問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、回転体を長時間使用しても該回転体が使用不能と
ならない長寿命の回転体とすることができ、得られる繊
維品質の経時的悪化も引き起こすことのない無機短繊維
の製造装置を得ること□を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る無機短繊維の製造装置は、高速で回転す
る回転体に溶融された無機質原料を供給し、ガス流供給
口からこの回転体の周囲にガス流を噴射するとともに、
上記回転体の表面のうち、溶融物と直接接触する表面に
、耐熱性及び耐食性を有する金属、セラミック、金属セ
ラミック複合材の少なくとも一種以上を単層又は複層に
被覆した被覆層を形成したものである。

〔作用〕

この発明においては、回転体の表面に単層又は複層に被
覆され、耐熱性、耐食性を有する少なくとも一種以上の
金属、セラミック、金属セラミック複合材が、溶融され
て高温となった無機質原料と直接接触し、回転体の本体
（又は母材）には該高温の無機質原料は接触しないから
、回転体の本体は侵食され難くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明す
る。第１図は無機短繊維の製造装置を示す断面図であり
、第２図相当図である。なお、第２図、第３図と同じ部
材には同じ符号を付してその説明を省略する。また、第
３図に示すように、回転体の形状については、本発明の
一実施例のものと従来のものとは同一である。

図において、（８）は、回転体（２）の表面のうち、溶
融物（５）と接触する表面、即ち、内面及び円筒状部の
外側面に被覆された被覆層であり、この被覆層（８）は
耐熱性及び耐食性を有する金属又は、セラミック、又は
金属セラミック複合材のうち少なくとも一種以−１−を
中層又は複層に溶射被覆して形成されている。

ところで、■−記被覆層（８）を形成する、耐熱性、耐
食性を有する、金属２セラミック又は金属セラミック複
合材としては、ニッケル、クロム、アルミニウム、モリ
ブデン、ニオブ、コバルトからなる単体または合金、タ
ングステン、ジルコニウム、ポロン、珪素、アルミニウ
ム、マグネシウム、チタンの酸化物、炭化物、窒化物の
単独、あるいは混合物、更に金属類との複合物をあげる
事が出来る。

］−記耐熱、耐食材料の単独又は、混合物を、回転体（
２）の表面に溶射被覆する場合２弔層又は複層いずれの
手段をとる事も回部であるが、回転体（２）と被覆層（
８）との加熱冷却における熱ひずみを、おおむね取り除
くため、回転体表面に接触する下地層は金属あるいは金
属セラミック複合材からなる層で構成し、中間層〜上層
は金属セラミック複合材、あるいはセラミックからなる
層で構成する事が望ましい。又２被覆層（８）のうち中
間層〜−Ｌ層を主としてセラミックからなる層とする事
に依り熱伝導率の小さい刹料に依る断熱層が形成される
ため、これに依り溶融物の熱が直接、回転体の本体に伝
熱しにくくなる。即ち、断熱層に依る回転体（２）に対
する温度低下効果が期待出来る。この事は回転体（２）
の使用寿命の向」−効果として発揮される。

−１−記、耐熱、耐食材料を回転体（２）の表面に溶射
被覆する手段の一例として、高温、高速プラズマ流で材
料を溶融し、音速の速さ、又はそれ以」−及び音速にご
く近い速さで進行して、被着体に衝突被覆させるプラズ
マ溶射法及びこれに類似する方法を用いる事が出来る。

ところで、上記、溶射被覆層（８）の厚みは７０ｐＬ以
上有れば耐寿命等で効果を発揮する様に成るが、顕著な
効果を得る為には３００ｗ以−ヒとする事が望ましい。

次に、本発明者の行なった実験結果に基づいて、第１図
を参照しながら本発明の具体的手段について説明する。

まず、第１図中の回転体（２）として、Ｎｉ、　Ｃｒ系
耐熱、耐食鋼（被覆層（８）はなし）を用いて、直径２
５０ｍｍ　、幅１００ｍｍ　、肉厚１０ＩＩＩ１１ノ力
ゴ型円筒状のものを垂直回転軸（１）に取付け、これを
「第１の繊維化装置」として準備する。次に、同じく回
転体（２）として、上記「第１の繊維化装置」の回転体
と同一寸法、形状であって、内面にプラズマ溶射法によ
り、ニッケル金属の下地被覆処理をし、次いで、タング
ステンカーバイド、タングステン、クロム、ニッケル複
合物及び安定化ジルコニア−を更に被覆した被覆層（８
）を形成したものを用い、これを垂直回転軸（１）に取
付け、「第２のｔｌｌｉ維化装置」として準備する。

なお、これらいずれの回転体（２）にも、オリフィス（
４）が穿設されており、このオリフィス（４）の直径は
約１．０ｍｍであり、個数は約５０００個設けられてい
る　（第３図参照）、また、回転体（２）の外方周囲に
は該回転体（２）と同心の環状にプロパンガスバーナー
により高温に加熱されたガス流をガス流供給口（３）か
ら下方に排出させる設備が設けられている。

これら２台の装置を用いて、板ガラス系組成物を原料と
して、下記の重量組成（ＷＴ＄）を有するガラスウール
の繊維化を行なった。

ＳＬ　０２　　　　　　　　　　　　・・・８８〜７２
％Ａｌ２Ｏ３＋　８２０３　　　　　　　−＝　４〜８
％ｃａｏ＋　　ＭｑＯ−１１〜１３％ Ｎａ２Ｏ＋　　Ｋ２Ｏ＝　１５〜１．７％その他　　　
　　　　　　　・・・０〜２％なお、いずれの装置も、
無機質原料の溶融は電気炉で１４００℃まで加熱して行
なった。また回転体（２）は回転数を３００Ｏｒｐｍ　
、運転時間を７２時間とした。

すると、ｗＳｌの繊維化装置により製造された繊維は、
装置の運転スタート時には繊維径２〜１４１Ｌ（ミクロ
ン）、平均値１０．１４であったもの゛が、運転開始後
７２時間経過時には、繊維径２〜１６ル、平均値１１．
１１１．に変化するとともに、非繊維化物含有量も３〜
５　ＷＴＸ発生した。

一方、第２の繊維化装置により製造されたｗＡ組は、運
転時間に関係なく、繊維径２〜１４弘、平均値１０．２
．であり、経時的変化はなく、非繊維化物含有量も０％
であった。

以上、本発明について実施例を以って説明したが、本発
明に係る装置は、繊維品質及び回転体の使用寿命に関し
、従来タイプと比較して、回転体の長寿命化が実現でき
、またオリフィス径が拡大することもないため、製品と
して得られる無機短繊維の径が大きくなることもなく、
したがって、製品のｔａｆｉａの品質の向上を実現でき
る。

なお、ガス流供給口（３）から噴射されるガスとしては
、燃料を燃焼させることにより発生する燃焼ガスの他、
高温に加熱された高速空気、スチーム、その他の種類の
ガスを用いることができる。

なお、上記実施例は回転体（２）にオリフィス（４）を
穿設した場合を示したが、オリフィス（４）を設けない
場合でも、本発明の構成はそのまま適用できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、回転体の表面に、金属
、セラミック、金属セラミック複合材の少なくとも一種
以上を単層又は複層に被覆させるという簡単な構成をと
ったことから、回転体の使用寿命の長期化が実現できる
こととなり、回転体の短期間での取替が不要となり、ま
た、得られる繊維の品質の安定化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す無機短繊維の製造装
置を示す断面図、第２図は従来の無機短繊維の製造装置
を示す断面図であって第１図相当図、第３図は回転体の
形状を示す斜視図である。 （２）・・・回転体、 （３）・・・ガス流供給口。 （５）・・・溶融された無機質原料（溶融物）。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を二 、１ハ ′、：″−ノ つ １２゜ 第３図 手続補正書（自発） 昭和６１年λ月ｌｒ日 、事件の表示　時、ｌｂＴ　ｌ／　−１ｉｔｌｔパ（昭
和６１年１月２２日提出の特許Ｗ４）２、発明の名称 無機短繊維の製造装置 、補正をする者 事件との関係　特許出願人 明細書の発明の詳細な説明の欄、図面の簡単な説明の欄
、及び図面。 ６、補正の内容 （１）明細書第３頁第１２行の「周縁部（６）及びオリ
フィス（４）ｊ　という記載を「周辺部に穿設されたオ
リフィス（４）」　と補正する。 （２）明細書第３頁第１８行ないし第４頁第４行の「ま
た、別の製造手段・・・範囲にある。」という記載を下
記のとおり補正する。 「また、ロックウール、セラミックウール等の無機繊維
を製造する手段としては、オリフィスを用いないで行な
う第４図に示すような手段がある。即ち、単−又は複数
の組合せからなる中空の円筒状の回転体（２）を水平又
は傾斜している回転軸（１）上に取付けて回転させ、こ
の回転体（２）の円筒部表面で繊維化するタイプであり
、この場合は回転体（２）の寸法としては、直径が１０
〜５０ｃＩＩ＋、円筒部長さが５〜２５ｃｍの範囲にあ
る。なお、第４図中における第２図、第３図中の符号と
同一符号は同−又は相当部分を示しているので、その説
明は省略する。」 （３）明細書第１２頁第１８行の「斜視図である。」と
いう記載を「斜視図、第４図は従来の、ロックウール、
セラミックウール等の無機＃ｌｌ維の製造装置を示す断
面図であって第１図相当図である。」と補正する。 （４）図面中、第４図を別紙のとおり補正する。 ７、添付書類の目録 追加図面　　　　　　　　　　　　１　通以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融された無機質原料が供給されて高速で回転する回転
   体と、この回転体の周囲にガス流を噴射するガス流供給
   口を備えてなる無機短繊維の製造装置において、上記回
   転体の溶融物と接触する表面を、耐熱性及び耐食性を有
   する金属、セラミック、金属セラミック複合材の少なく
   とも一種以上により単層又は複層に被覆させたことを特
   徴とする無機短繊維の製造装置。