JPH01104336A - 球状体の製造法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は球状ガラスのような球状体の製造法に関するも
のである。

（従来の技術） 球状ガラスはガラス微粉を加熱溶融し、表面張力によっ
て球形となし、ついで冷却することによって製造される
。得られた球状の溶融ガラス同志が互いに融着するのを
防止する必要かあり、このためガラス微粉を炭素微粉と
混合した状態で加熱する等各種の提案か行なわれている
が、従来技術は次のような問題点を有する。

（１）操作か煩雑であり、生産性が低い。

（２）球状ガラスの大きさは使用するガラス微粉の大き
さで定まるが、ガラス微粉の大きさを正確に所定範囲と
することは困難であり、得られた球状ガラスの大きさに
はバラツキが大きく、所定の大きさの球状ガラスを得る
ためには分級或は篩別けの操作を要し、収率か低下する
。

溶融ガラス流に高温ガスを高速で吹き付け、溶融ガラス
流を高温ガスで分断し、分断された溶融ガラスをその表
面張力で球状化する方法（特公昭４２−２０７１３号公
報、特開昭４２−２４５９６号公報参照）或は溶融ガラ
スを薄膜状とし、高温ガスを高速で吹き付け、薄膜状の
溶融ガラスを高温ガスで破砕し、破砕された溶融ガラス
をその表面張力で球状化する方法（特公昭４９−２７０
８６号公報参照）も提案されているが、径の極めて小さ
い、且つ径のバラツキの小さい球状ガラスを得ることは
困難であった。又上記特公昭４９−２７０８６号公報に
は毛細間隙を有する回転円筒から溶融カラスを一滴一滴
排出する方法も記載されているが、同公報にも記載され
ているように、この方法は生産性も極めて低く、工業的
方法とは云い難いものである。

又、特開昭５０−７４６１号公報には毛管オリフィスを
備えた回転体を使用して球状ガラスを製造する方法が示
され、その実施例において毛管オリフィスの径とばぼ同
径の球状ガラスを製造てきることか示されているか、径
の小さい球状ガラスを製造しようとすると、毛管オリフ
ィスの径をこれに応じて小とする必要があり、この方法
も工業的な方法ということばてきない。

（発明か解決しようとする問題点） 本発明は従来知られていなかった径のバラツギか小さい
球状ガラスのような球状体の工業的製造法を新に提供す
ることを［１的とするものである。

［発明の構成コ （問題−点を解決するための手段） 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものである
。以下上として球状ガラスについて説明する。

カラス短繊維は断熱、吸音材として広く用いられ、周面
に多数のスピナー小孔を有し且つ高速て回転する上面を
開放したＣ型チャンネル部材で構成したスピナー中に溶
融カラスを供給し、該スピナーの周面に高温燃焼ガスを
吹付けて上記小孔から溶融ガラスを流出させて延伸する
遠心法によって工業的に大量生産されている。本発明者
は遠心法によって細い径のカラス繊維を得るため研究を
重ねたかこの過程において遠心法における操業条件を特
定の範囲とすることにより、球状カラスが得られ、又こ
の方法によるときはガラス球状体の他プラスチックのよ
うな熱軟化性物質の球状体も得られるという新規な知見
に到達し本発明として提案するものである。

本発明は即ち、周面に多数のスピナー小孔を有し口、つ
上面を開放したスピナー中に熱軟化物質溶融物をスピナ
ー小孔１個につき１時間当り０．０２０ｋｇ以下の割合
て供給する工程、Ｃ型チャンネル部材を高速で回転せし
めて溶融物を遠心力によりスピナー小孔から流出せしめ
てコーン状の溶融物細流を形成させる工程、上記溶融物
細流を横断して高温ガス流を吹付は溶融物細流を加熱し
てガラスの粘度を急速に低下させる工程、溶融物細流を
高温ガス流により分断する工程、分断された溶融物細流
を溶融物の表面張力により球形とする工程とを含むこと
を特徴とする球状体の製造法を提供するものである。

次に本発明をカラスを例として更に具体的に説明する。

本発明においては第１図に示すように上面を解放したＣ
型チャンネル部材で構成したスピナー１を使用する。

スピナー１はほぼ垂直な円筒状の同面２（以下周面と呼
ぶ）を有する。この周面２の肉厚は可及的均一とするの
か好ましく、スピナー１の製造、加工か容易となる利点
がある。そして、周面に多数のスピナー小孔３を穿設す
る。

このスピナー小孔３の径は所望の球状ガラスのｊイに応
して定められるか、本発明の方法によるときは、スピナ
ー小孔３の径の賜〜１／：１１００の径を有する球状ガ
ラスを得ることができ、しかもこの径を以下述べるよう
な操業条件を所定値とすることにより任意に変更しうる
ことか見出された。

スピナー１の上部に設けられた溶融ガラス導入／ｉ？等
（図示せず）から溶融カラス４をスピナー１に供給する
。この際１時間当りの溶融ガラスの供給宿なスピナー小
孔１個当り０．０２０　ｋｇ以下望ましくは０．旧〜０
．０旧１（ｇの範囲に定める。

スピナー１の回転数はＳＯＯ〜５，０００ｒｐｍ望まし
くは１，０００〜３，０００ｒｐｍとし、又スピナー１
に供給する溶融ガラスの粘度か５０〜４．０００ポアズ
、好ましくは１００〜２，０００ポアズの範囲となるよ
う溶融ガラスの温度を定めるのか適当である。

スピナーｌの回転によって生ずる遠心力により、スピナ
ーｌ中に供給された溶融ガラスはスピナー小孔３から流
出し延伸されて先細りのコーン状の溶融ガラス細流６が
形成される。このようにして形成された溶融ガラス細流
６を横断して高温ガス流を吹付け、溶融ガラス細流６を
加熱してその粘度を急速に減少させる。

高温ガス流としては高温の燃焼ガスを使用し、スピナー
１の周面２上部に開孔する燃焼ガス送給部（図示せず）
から高温の燃焼ガスを、スピナー１の外周に沿って下方
に噴出せしめるのが適当である。

スピナーを使用してガラスＦｊ７Ａ維を製造する遠心法
においても、本発明の方法と同じく、スピナー小孔から
溶融ガラスを流出せしめ、スピナー外周に沿って高温の
燃焼ガスを下方に噴出せしめる。

前述したようにこのような公知の遠心法の操業条件を特
定の範囲とすることにより、径か小さく而もそのバラツ
キも小さい球状ガラスが得られることが見出された。

次に、この特定条件について詳細に説明する。

第１の条件はスピナー小孔１個当りの溶融ガラスの１時
間当りの供給量（以下プルと呼ぶ）を０．０２０　ｋｇ
以下、望ましくは０．０１〜０．００１　ｋｇとするこ
とである。

スピナー１に供給された溶融ガラス４はスピナーの回転
によって生ずる遠心力によりスピナー内面に押付けられ
溶融ガラス層５か形成され、遠心力によってスピナー小
孔３から流出し先細りのコーン状の溶融ガラス細流６が
形成される。

プルが大きい程溶融ガラス層５の厚みは大となり、溶融
ガラスをスピナー１小孔３から流出せしめる駆動力は大
きく第２図に示すような比較的長い、コーンの頂角の小
さい溶融ガラス細流６か形成される。プルが小さい場合
溶融ガラス層５の厚みは小となり前述の駆動力は小とな
り第３図に示すような、短かい頂角の大きい溶融ガラス
細流６が形成される。前者の場合溶融ガラス細流６は下
方に向は噴出する高温ガス流によってガス流に沿って下
方に流されて更に延伸され、比較的太い（直径７用程度
の）ガラス繊維が形成され、この条件では球状ガラスか
形成されることはない。この条件は従来の遠心法による
ガラスｌｌ！維の製造条件である。

球状ガラスを製造するための第２の条件は上記溶融ガラ
ス細流６を横断して高温ガス流を吹付け、溶融ガラス細
流６を加熱してガラスの粘度を急徴に減少させることで
ある。

このような条件は、高温ガスの温度を大とし、高温ガス
の流速を小とすることによって達成することができる。

高温ガスの流速は５０ｍ／ｓｅｅ以下、好ましくは４０
　ｍ　／　ｓｅｃ以下、特に４０〜Ｉｏｎ／ｓｅｃの範
囲とするのが適当である。

高温ガスの温度は溶融ガラスを流出しつつある状態にお
ける光温度計によって測定したスピナー表面の平均温度
Ｔ（以下表面温度という）より２００°Ｃ以上高い温度
、好ましくはＴ＋３００°Ｃ〜Ｔ＋７００°Ｃの範囲と
なるよう定めるのが適当である。

又、上記平均温度Ｔ［スピナー小孔出口における溶融ガ
ラスの平均温度（以下出口ガラス温度という）を作業状
態において直接測定することは困難であるか、出口ガラ
ス温度はスピナー表面温度とほぼ等しいものと考えられ
る］を溶融ガラスの該温度における粘度か１００〜ｓ　
、ｏｏｏポアズ、望ましくは４００〜３，０００ポアズ
となるよう高温ガスの温度、流速プル等の作業条件を定
めるのが特に望ましい。この温度はガラスの組成により
異なるが１例えば、 ＳｉＯ□６１　ｗｔ％ Ｒ２０１４ｗｔ％ ＲＯ１５ｗｔ％ ３２Ｑ３　　　　　　　　　６　　ｗｔ％Ａ（１’２０
：Ｉ　　　　　４　ｗｔ％なる組成を有するガラスの場
合９８０〜１，１５０℃である。

上記条件を充足した場合、スピナー小孔３から流出した
溶融ガラス細流６は高温ガス流を横断して流れ、その粘
度か急速に低下して高温ガス流によって分断される。分
断のメカニズムについては充分明らかでないが、上記条
件下において溶融ガラス細流６の先端の形状が不安定と
なり、高温ガスの温度、流速、スピナー表面温度の変動
等によって、先端の形状が変化し易くなり、分断が生じ
易くなるものと思われる。

高温ガスの温度が低いと溶融ガラスの粘度低下が充分に
行なわれず、溶融ガラスｍ流６の分断が不充分となり良
好な結果をうろことはてきない。

高温ガスの流速があまり大きいと前述した遠心力により
溶融ガラス細流６か水平方向に移動する速度に比し、高
温ガスの流速が大となるため、溶融ガラス細流６はほぼ
高温ガスの流れに沿って移動し、高温ガス流による溶融
ガラス細流６の横断が充分に行なわれ難くなり、溶融ガ
ラス細流６の分断か充分に行なわれなくなり、良好な結
果をうろことはできない。更には、溶融ガラス細流６か
より高温部に曝されている時間か短くなり、急激な粘度
低下かひきおこされ難くなり、良好なビーズを生成する
ことかてきなくなるものと思われる。

前述したように、周面に多数のスピナー小孔３を有し１
１つ上面を開放したスピナー中に溶融カラスをスピナー
小孔１個につき１時間当り０．０２０　ｋｇ以下の割合
て供給し、スピナーを高速て回転せしめて溶融ガラスを
遠心力によりスピナー小孔３から流出せしめてコーン状
の溶融ガラス細流６を形成させ、上記溶融ガラス細流６
を横断して高温ガス流を吹付け、溶融ガラス細流６を加
熱してガラスの粘度を急速に低下させるよう高温ガスの
温度、流速度の操業条件を定めることにより、溶融カラ
ス細流６を高温ガス流により分断し、分断された溶融ガ
ラス細流６をガラスの表面張力により球形とすることか
てき、径のパラクキか小さく、且つ径の小さい球状ガラ
スを工業的に高能率で生産することかできる。

なお、スピナーの回転数の影響は比較的小であり、５０
０〜５，０００　ｒｐｍ好ましくは１，０００〜：ｌ、
０００　ｒｐｍの範囲で好適な結果をうることかできた
。

なお上記説明はＲ２０の含有量の大きな短繊維用カラス
に就いて行なったが、本発明の方法によるときは溶融温
度の高いＥ−ガラス或は、溶融温度の低いｐｂガラス等
よりなる球状ガラスを製造することもできる。又牛￥に
、カラスバルーン（ガラス中空ピース）用として提案さ
れている高温て発泡性を有するカラスを使用することに
より中空の球状ガラスを得ることもできる。

上記説明は主として溶融ガラスを使用して球状カラスを
製造する方法について説明したが本発明の方法によると
きはプラスチックのようなガラス以外の熱軟化物質を使
用して球状体を製造することもできる。

（作　用） 前述した操業条件でスピナーを高速回転させると、スピ
ナー小孔からスピナーの遠心力によって流出する溶融物
の流れは極めて不安定となり溶融物は高温ガスにより寸
断され、表面張力により小球となるものと考えられる。

（実施例） ＳｉＬ　　　　　　　　　６　１　　ｗｔ、％Ｒ２０１
４ｗｔ％ ＲＯ１５ｗｔ％ ｎ２０．　　　　６　ｗｔ％ ＡＱｚＯ：１４ｗｔ％ なる組成のカラスを使用し次の条件で操業し、スピナー
小孔の径の約展〜Ｉ／３００の平均径を有し且つ径のバ
ラツキの少ない球状カラスを長時間安定して得ることか
てきた。

（発明の効果） 所望の径を有して且つ、径のバラツキの小さい球状体を
大径のスピナー小孔を有するスピナーを使用して工業的
に製造することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスピナーの断面図、第２，３図はその部分拡大
図である。 なお図中１はスピナー、２は周面、３はスピナー小孔、
４は溶融ガラス、５は溶融ガラス層、６は溶融ガラス細
流を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周面に多数のスピナー小孔を有し且つ上面を開放したス
   ピナー中に熱軟化物質溶融物をスピナー小孔１個につき
   １時間当り０．０２０ｋｇ以下の割合で供給する工程、
   Ｃ型チャンネル部材を高速で回転せしめて溶融物を遠心
   力によりスピナー小孔から流出せしめてコーン状の溶融
   物細流を形成させる工程、上記溶融物細流を横断して高
   温ガス流を吹付け溶融物細流を加熱して溶融物の粘度を
   急速に低下させる工程、溶融物細流を高温ガス流により
   分断する工程、分断された溶融物細流を溶融物の表面張
   力により球形とする工程とを含むことを特徴とする球状
   体の製造法。