JPS63239135A - 無機繊維の繊維径の制御方法 - Google Patents
無機繊維の繊維径の制御方法Info
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- JPS63239135A JPS63239135A JP7564887A JP7564887A JPS63239135A JP S63239135 A JPS63239135 A JP S63239135A JP 7564887 A JP7564887 A JP 7564887A JP 7564887 A JP7564887 A JP 7564887A JP S63239135 A JPS63239135 A JP S63239135A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/05—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor by projecting molten glass on a rotating body having no radial orifices
- C03B37/055—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor by projecting molten glass on a rotating body having no radial orifices by projecting onto and spinning off the outer surface of the rotating body
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。
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〕
本発明は多段回転ドラム型遠心繊維化装置により、原料
溶融物から無機繊維を製造するに際し、繊維径を任意に
制OIIする方法に関する。
溶融物から無機繊維を製造するに際し、繊維径を任意に
制OIIする方法に関する。
s機繊維の集合体の物理性状を支配する主な要因として
、化学組成に由来する単繊維強度、未繊維化物の量であ
るショット粒子含有率及びm雑径分布の代表値である平
均繊維径があるが、従来は工業的に生産されている平均
繊維径4μ前後の範囲についてしか明瞭にされていなか
った。
、化学組成に由来する単繊維強度、未繊維化物の量であ
るショット粒子含有率及びm雑径分布の代表値である平
均繊維径があるが、従来は工業的に生産されている平均
繊維径4μ前後の範囲についてしか明瞭にされていなか
った。
その1つの原因としては平均繊維径(J l5A950
4に準拠)を制御する手段が確立していなかった事があ
げられる。
4に準拠)を制御する手段が確立していなかった事があ
げられる。
平均繊維径を決定する要因としては、溶融物の組成、温
度、回転ドラムの個数、間隔、直径、回転数、溶融物の
供給方法、エアブレナムからの空気1、流速等影響を与
える因子が多数考えられる。
度、回転ドラムの個数、間隔、直径、回転数、溶融物の
供給方法、エアブレナムからの空気1、流速等影響を与
える因子が多数考えられる。
これが平均繊維径を制御する手段が確立されていなかっ
た1囚と考えられる。
た1囚と考えられる。
従来、液体の微粒化技術に関連して、回転円盤等につい
ては液滴径を推定する種々の実験式が提唱されているが
、その実際の生産方式については実験例、証明例がなく
、面記実験式を拡張した推定にとどまっていた。まして
高温溶融物を用いた複雑な多段構成の実際生産装置にお
いて実用に供し得るfI11御方法は知られていなかっ
た。
ては液滴径を推定する種々の実験式が提唱されているが
、その実際の生産方式については実験例、証明例がなく
、面記実験式を拡張した推定にとどまっていた。まして
高温溶融物を用いた複雑な多段構成の実際生産装置にお
いて実用に供し得るfI11御方法は知られていなかっ
た。
従来、多段回転ドラムの第1ドラム以降の平均遠心加速
度は通常3〜8X103G、平均周速度に演算すると7
0〜120m/sで運転されており、粘度は温度を上げ
れば低くできるが、溶融炉の制約により通常10〜40
ポイズで作業されている。
度は通常3〜8X103G、平均周速度に演算すると7
0〜120m/sで運転されており、粘度は温度を上げ
れば低くできるが、溶融炉の制約により通常10〜40
ポイズで作業されている。
本発明は任意の平均繊維径(JISA9’504にFP
−拠)の無感繊維を製造する手段を確立することにより
、製品物性の設計を可能にすることを特徴とする 特に、従来通常製造されている溶融物の組成、温度、ス
ピナー運転条件等から4μ程度の繊維が生産されており
、それ以下の細径のIINは生産が困難であったので、
3μ以下のmI!径を安定的に生産し得る作業条件を確
立することを目的とする。
−拠)の無感繊維を製造する手段を確立することにより
、製品物性の設計を可能にすることを特徴とする 特に、従来通常製造されている溶融物の組成、温度、ス
ピナー運転条件等から4μ程度の繊維が生産されており
、それ以下の細径のIINは生産が困難であったので、
3μ以下のmI!径を安定的に生産し得る作業条件を確
立することを目的とする。
(問題点を解決するための手段〕
本発明者丑は前記の如き問題点を解決するため研究を行
い、平均繊維径に影響を及ぼす因子は前記のように多数
あるが、制御手段に使用するには、少数の大きく影響を
及ぼす因子に集約する必要がある事に着目した。
い、平均繊維径に影響を及ぼす因子は前記のように多数
あるが、制御手段に使用するには、少数の大きく影響を
及ぼす因子に集約する必要がある事に着目した。
平均繊維径は多段回転ドラム方式の回転ドラムの段数(
ドラム個数)及びその直径、個々の回転数に直接関係す
ることなく回転ドラムの平均周速度又は平均遠心加速度
と相関関係にあり、溶融物の因子としては、その組成、
温度に直接関係することなくその粘度と相関関係にあり
、この両回子を制御することによって任意に設定できる
事を本発明者等は見出して本発明を完成した。すなわち
本発明は多段回転ドラム型遠心繊維化装置による無機!
!維の製造において、回転ドラムの平均周速度、又は平
均遠心加速度と、溶融物の製綿時の粘度とによって繊維
径を制御することを特徴とする無機繊維のII維径の制
御方法である。平均周速度又は平均遠心加速度は勿論、
段数、直径、回転数の函数であるが、個々の因子を変動
させても、他の因子が負に働けば有効因子となり得ずあ
くまで平均周速度又は平均遠心加速度に着目して制御す
る事が重要である。平均値で制御という事は周速度の合
計値又は遠心加速度の合計値で制御しても同じである。
ドラム個数)及びその直径、個々の回転数に直接関係す
ることなく回転ドラムの平均周速度又は平均遠心加速度
と相関関係にあり、溶融物の因子としては、その組成、
温度に直接関係することなくその粘度と相関関係にあり
、この両回子を制御することによって任意に設定できる
事を本発明者等は見出して本発明を完成した。すなわち
本発明は多段回転ドラム型遠心繊維化装置による無機!
!維の製造において、回転ドラムの平均周速度、又は平
均遠心加速度と、溶融物の製綿時の粘度とによって繊維
径を制御することを特徴とする無機繊維のII維径の制
御方法である。平均周速度又は平均遠心加速度は勿論、
段数、直径、回転数の函数であるが、個々の因子を変動
させても、他の因子が負に働けば有効因子となり得ずあ
くまで平均周速度又は平均遠心加速度に着目して制御す
る事が重要である。平均値で制御という事は周速度の合
計値又は遠心加速度の合計値で制御しても同じである。
また溶融物の製綿時の粘度は、勿論溶融物の組成、温度
の函数であるが、これら複数の間接因子を制御して、着
目制御因子としては粘度をとることが重要である。繊維
径:DF (μ)、溶融物粘度:η(ボイス)、回転ド
ラム(NO2以降)の平均周速度:rω(m/s)但し
rは半径、ωは角速度、回転ドラム(No2以降)の平
均遠心加速度:rω2 (G)とすると Dr: = 1 、98 10(J77−嬬031
rω+5.41 DF=1.98 tooη−0,304x10−3r
ω +4.10 の関係がある。
の函数であるが、これら複数の間接因子を制御して、着
目制御因子としては粘度をとることが重要である。繊維
径:DF (μ)、溶融物粘度:η(ボイス)、回転ド
ラム(NO2以降)の平均周速度:rω(m/s)但し
rは半径、ωは角速度、回転ドラム(No2以降)の平
均遠心加速度:rω2 (G)とすると Dr: = 1 、98 10(J77−嬬031
rω+5.41 DF=1.98 tooη−0,304x10−3r
ω +4.10 の関係がある。
特に、従来通常製造されている無機繊維は平均繊維径4
μ前後かそれ以上の径のものであるので、この制御方法
を応用して平均繊維径3μ前後またはそれ以下の謀i1
tを製造する作業条件としては、平均遠心加速度3.6
〜23 (xi 03G)ある′いは平均周速度78〜
200m/sかつ溶融物粘度1〜20ポイズである。平
均遠心加速度が3.6×103G又は平均周速度が78
m/sJ:り小さいと溶融物の粘度を1ポイズより小さ
くする必要があり、通常の原料組成の揚合繊帷品質を確
保するため、シリカ成分の必要量を考えるとシリカ成分
の増加により粘度は高くなるので、溶融物の温度を非常
に高くしなければならず不適当である。平均遠心加速度
を23×103Gより大きく又は平均周速度を200m
/sより大きくする事は、通常用いられている回転ドラ
ムの場合その回転数を10.OOOrpm以上の超高速
で回転させる必要があり、この回転数で連続運転するこ
とは装置上、安全上困難である。
μ前後かそれ以上の径のものであるので、この制御方法
を応用して平均繊維径3μ前後またはそれ以下の謀i1
tを製造する作業条件としては、平均遠心加速度3.6
〜23 (xi 03G)ある′いは平均周速度78〜
200m/sかつ溶融物粘度1〜20ポイズである。平
均遠心加速度が3.6×103G又は平均周速度が78
m/sJ:り小さいと溶融物の粘度を1ポイズより小さ
くする必要があり、通常の原料組成の揚合繊帷品質を確
保するため、シリカ成分の必要量を考えるとシリカ成分
の増加により粘度は高くなるので、溶融物の温度を非常
に高くしなければならず不適当である。平均遠心加速度
を23×103Gより大きく又は平均周速度を200m
/sより大きくする事は、通常用いられている回転ドラ
ムの場合その回転数を10.OOOrpm以上の超高速
で回転させる必要があり、この回転数で連続運転するこ
とは装置上、安全上困難である。
溶融物の粘度が20ボイスより大きいと、平均遠心加速
度を23×103G又は平均周速度を200m/sより
大きくする必要があり、上記の如く困難である。一方粘
度を1ボイスより低くする事は、シリカ成分の必要量確
保と原料溶融装置の省エネルギー、耐熱性の点から困難
である。
度を23×103G又は平均周速度を200m/sより
大きくする必要があり、上記の如く困難である。一方粘
度を1ボイスより低くする事は、シリカ成分の必要量確
保と原料溶融装置の省エネルギー、耐熱性の点から困難
である。
実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、
この実施例により限定されるものではない。電気炉に高
炉スラグ及びけい石を添加し、加熱して、電力量、けい
石添加量により溶融物の粘度を調整し、繊維化装置のド
ラム径、回転数を調整して平均遠心加速度又は平均周速
度を調整した。
この実施例により限定されるものではない。電気炉に高
炉スラグ及びけい石を添加し、加熱して、電力量、けい
石添加量により溶融物の粘度を調整し、繊維化装置のド
ラム径、回転数を調整して平均遠心加速度又は平均周速
度を調整した。
第1図は溶融物の粘度を15ポイズとした時の平均周速
度と平均繊維径の関係を示したものである。これより明
らかなように平均周速度が大となると平均繊維径は小さ
くなる。溶融物粘度が15ポイズの時、平均周速度11
0m/sで平均繊維径3μを得ている。
度と平均繊維径の関係を示したものである。これより明
らかなように平均周速度が大となると平均繊維径は小さ
くなる。溶融物粘度が15ポイズの時、平均周速度11
0m/sで平均繊維径3μを得ている。
第2図は溶融物の粘度(ボイス)と平均1維径の関係を
平均周速度をパラメーターとして示した図である。粘度
が小さい程、平均!ll径径小さくなる。平均周速度2
00m/sの時、溶融物粘度を20ボイス以下にすると
平均繊維径を3μ以下にできる。粘度をより低くするこ
とにより平均周速度を下げることができる。平均周速度
94m/sでも、粘度を5ボイス以下にすると平均繊維
径を3μより小さくできるが、他方スラグウールのよう
な場合、!I!雑品質の点から、5〜10%程度のけい
石添加が必要となる。けい石を添加すると、同じスラグ
組成の場合について、同一温度でも粘度は高くなる。第
2図で溶融物の温度が同一であれば上の方の線で粘度5
ポイズにするには、けい石添加量をOとする必要があり
、この点より平均周速度94m/sでは平均繊維径を3
μより小さくする事は困難である。溶融物の温度を省エ
ネルギー及び溶融装置の耐熱性の点より余り高く出来な
いとすると、平均周速度100m/s以上が必要となる
。第2図より明らかなように、溶融物の粘度、平均繊維
径ともにバラツキの大きい変数であり、測定のバラツキ
もあるので相関関係にtよある程度の変動の巾はやむを
得ないものである。
平均周速度をパラメーターとして示した図である。粘度
が小さい程、平均!ll径径小さくなる。平均周速度2
00m/sの時、溶融物粘度を20ボイス以下にすると
平均繊維径を3μ以下にできる。粘度をより低くするこ
とにより平均周速度を下げることができる。平均周速度
94m/sでも、粘度を5ボイス以下にすると平均繊維
径を3μより小さくできるが、他方スラグウールのよう
な場合、!I!雑品質の点から、5〜10%程度のけい
石添加が必要となる。けい石を添加すると、同じスラグ
組成の場合について、同一温度でも粘度は高くなる。第
2図で溶融物の温度が同一であれば上の方の線で粘度5
ポイズにするには、けい石添加量をOとする必要があり
、この点より平均周速度94m/sでは平均繊維径を3
μより小さくする事は困難である。溶融物の温度を省エ
ネルギー及び溶融装置の耐熱性の点より余り高く出来な
いとすると、平均周速度100m/s以上が必要となる
。第2図より明らかなように、溶融物の粘度、平均繊維
径ともにバラツキの大きい変数であり、測定のバラツキ
もあるので相関関係にtよある程度の変動の巾はやむを
得ないものである。
これは第1図についても同様である。
第3図は無機繊維の重要な製品物性である#I正力音す
密度を縦軸に、横軸に平均繊維径をとった図である。修
正カサ密度とは実測カサ密度にλ1し、88μφ以上の
粒子含有畠(重お%)を除外した有効繊維mで評価した
カサ密度(JISA9504準拠)である。修正カサ密
度は無芸繊維の代表物性である。
密度を縦軸に、横軸に平均繊維径をとった図である。修
正カサ密度とは実測カサ密度にλ1し、88μφ以上の
粒子含有畠(重お%)を除外した有効繊維mで評価した
カサ密度(JISA9504準拠)である。修正カサ密
度は無芸繊維の代表物性である。
修正カサ密度:BD(幻/ゴ)、実測カサ密度:BDo
bs(/19/況)、88μ以上の粒子含有率:WS
(重量%) とするとBD=BDobsX (1−
Ws/100)第3図により明らかなように平均IJi
維径径径さくすることにより、修正カサ密度を高くする
ことができる。
bs(/19/況)、88μ以上の粒子含有率:WS
(重量%) とするとBD=BDobsX (1−
Ws/100)第3図により明らかなように平均IJi
維径径径さくすることにより、修正カサ密度を高くする
ことができる。
平均繊維径を3μ以下に制御する事を説明したが、第1
図、第2図の相関関係より、平均繊維径を大きくする方
も、溶融物粘度と平均遠心加速度又は平均周速度を調整
する事により容易である事は明らかである。即ちこの制
御パラメーターを調整することにより任意の平均繊維径
に制御することかできる。
図、第2図の相関関係より、平均繊維径を大きくする方
も、溶融物粘度と平均遠心加速度又は平均周速度を調整
する事により容易である事は明らかである。即ちこの制
御パラメーターを調整することにより任意の平均繊維径
に制御することかできる。
従来、無R謀帷の製造に当っては、繊維径に関係すると
考えられる因子が余りに多く、各因子を変動させてみて
も、有効に1yA′Mc径が制御できないという事で通
常4μ面後又はそれより大きい径で製造されて来た。本
発明により繊維径に決定的にきく着目制御因子が明らか
になったので、これを目安として聞接囚子を制御する事
により任意の平均all径の無機繊維を製造できるよう
になった。
考えられる因子が余りに多く、各因子を変動させてみて
も、有効に1yA′Mc径が制御できないという事で通
常4μ面後又はそれより大きい径で製造されて来た。本
発明により繊維径に決定的にきく着目制御因子が明らか
になったので、これを目安として聞接囚子を制御する事
により任意の平均all径の無機繊維を製造できるよう
になった。
従来、平均繊維径3μ前後又はこれ以下の繊維は製造が
困難であったが、本発明により3μ以下の平均llH径
の繊維が安定的に製造可能となった。
困難であったが、本発明により3μ以下の平均llH径
の繊維が安定的に製造可能となった。
m径径を細くできると、繊維集合体の有する空気容積を
更に細分化することが可能であり、吸音性能、断熱性能
を向上させることができる。また!lIMi補強材等と
しては繊維長り、[9太さDとした時、L/Dが重要特
性であるが、Dを制御してL/Dを制御できる。細径U
!雑のものについては、抄紙等によるペーパー向は用途
が拡大する。また無機1JI4雑の取扱時に、繊維を細
径にして皮膚にチクデクしない繊維とすることができる
。そのほか、平均繊維径の制御が可能となる事により、
成型品笠、品種に応じた作り分【プ技術が確立し、剛性
、柔軟性の制御を可能にした。
更に細分化することが可能であり、吸音性能、断熱性能
を向上させることができる。また!lIMi補強材等と
しては繊維長り、[9太さDとした時、L/Dが重要特
性であるが、Dを制御してL/Dを制御できる。細径U
!雑のものについては、抄紙等によるペーパー向は用途
が拡大する。また無機1JI4雑の取扱時に、繊維を細
径にして皮膚にチクデクしない繊維とすることができる
。そのほか、平均繊維径の制御が可能となる事により、
成型品笠、品種に応じた作り分【プ技術が確立し、剛性
、柔軟性の制御を可能にした。
実用的効果の極めて大きい発明である。
第1図は平均周速度と平均繊維径の関係図、第2図は粘
度と平均U&維径径関係図、第3図は、修正カサ密度と
平均$J!維径径径係図である。 出願人代理人 藤 本 博 光−平均周態(m
/s ) 第 l 図 茅 2 図 平埒嫁耐径(μ) $ 3 図
度と平均U&維径径関係図、第3図は、修正カサ密度と
平均$J!維径径径係図である。 出願人代理人 藤 本 博 光−平均周態(m
/s ) 第 l 図 茅 2 図 平埒嫁耐径(μ) $ 3 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、多段回転ドラム型遠心繊維化装置による無機繊維の
製造において回転ドラムの平均周速度又は平均遠心加速
度と溶融物の製綿時の粘度とによって繊維径を制御する
ことを特徴とする無機繊維の繊維径の制御方法。 2、第2回転ドラム以降の平均遠心加速度 3.6×10^3〜23×10^3G又は平均周速度7
8〜200m/sの範囲内で調整しこれに対応して製綿
時の溶融物の粘度を20〜1ポイズの範囲内で調整する
ことにより平均繊維径3μ以下の繊維を製造する特許請
求の範囲第1項記載の無機繊維の繊維径の制御方法。 3、第2回転ドラム以降の平均遠心加速度を@rω^2
@(G)、平均周速度を@rω@(m/s)とし、製綿
時の溶融物の粘度をη(ポイズ)とした時、製出する平
均繊維径をD_F(μ)として、D_F=1.98×l
ogη−0.031 ×@rω@+5.41 又はD_F=1.98×logη−0.304×10^
−^3×@rω^2@+4.10 の式によって繊維径を制御する特許請求の範囲第1項記
載の無機繊維の繊維径の制御方法。 4、第2回転ドラム以降の平均周速度を 110〜150m/sに調整し、製綿時の溶融物の粘度
を7〜15ポイズの範囲に調整することにより平均繊維
径3μ以下の繊維を製造する特許請求の範囲第1項記載
の無機繊維の繊維径の制御方法。 5、無機繊維のカサ密度を調整するように無機繊維の繊
維径を調整する特許請求の範囲第1項記載の無機繊維の
繊維径の制御方法。 6、無機繊維の修正カサ密度を70kg/m^2以上と
するように、平均繊維径を3.5μ以下に調整する特許
請求の範囲第1項記載の無機繊維の繊維径の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7564887A JPS63239135A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 無機繊維の繊維径の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7564887A JPS63239135A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 無機繊維の繊維径の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63239135A true JPS63239135A (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=13582283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7564887A Pending JPS63239135A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 無機繊維の繊維径の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63239135A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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