JPH0129900B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、熱軟化性物質の短繊維の製造方法に
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。

［発明の背景］ 熱軟化性物質の繊維としては、ガラス繊維、ロ
ツクウール、スラグウール、あるいはアルミナ繊
維等のセラミツク繊維があるが、説明を簡素化す
るためガラス繊維について説明する。ガラス短繊
維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
エツト法が実用化され公知となつた。

これらの製造法は溶解したガラスを短繊維状に
した直後これにフエノール樹脂、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ツト（集綿用コンベ
ア）上に落下させコンベアーネツトの反対面は負
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ツ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ツトにはこ
の結合剤が付着し長期間の連続運搬の間に結合剤
がコンベアーネツト網目表面で硬化し目づまり等
の欠点を生じる。目づまりが生じた網目面ではネ
ツト裏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
維の舞上がりや、又コンベアーネツトに収集した
繊維塊の密度ムラが生じ収集繊維塊を幅方向に均
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ツト収集面
を常に目づまりのない状態に保持しなければなら
ない。

従来このような目的で使用されている装置とし
ては、コンベアーネツト洗浄するためにコンベア
ーネツトが繊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
アーネツトを浸漬させ、コンベアーネツトの網目
に付着硬化したフエノール樹脂、メラミン樹脂等
の結合剤を溶解又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つて取り
除かれたフエノール樹脂、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
を一定値以下に保持し、ネツ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エノール樹脂等が溶
け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
行つたりすることもあるが、費用がかかる。そこ
で、フエ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
3356565）。即ち、繊維化ユニツトによつて細繊化
された硝子繊維に噴霧し、固形分は繊維に付着さ
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
ーネツ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な蒸発し、ほとんどが固形
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
ダー液中の残つ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、
一定厚みを有した積層体に仕上げられる。

ところが、前記コンベアーネツト上に積層され
た繊維に付着した結合剤含有水の水分量の多寡に
よつて繊維積層体製品の品質（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、元の厚みに復する力）が変わる。即ち、硬化
される前の繊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（濃
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、繊維に付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
の残つた水分が蒸発する。この際当該蒸気が表面
皮膜を破つてしまう。このためバインダーの結合
力が弱くなつてしまい、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
は十分大きい。

又、バインダー液の水分量が多い場合は毛細管
現象によつて、その水分は繊維同志をその長手方
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。従つて、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、主に湿度によつ
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中の水分の蒸発
は悪く、マツ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粒中の水分
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］ 本発明は上記従来技術の問題点を解消すべくな
されたものであつて、その目的は、コンベアーネ
ツ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、コンベアーネツトの洗浄水
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繊維の製造方法を提
供することにある。

［発明の構成］ 本発明は、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、連続的に走行され
ている集綿用コンベアにて連続的に集綿して積層
体とする集綿工程と、集綿工程で得られた積層体
を加熱して所定厚さのマツト状体とする加熱工程
とを有し、前記集綿工程では、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製する
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
系統に供給される清水及び／又は前記洗浄水の流
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噴霧ノズルに送給される結合
剤含有水の結合剤濃度を高く又は低くし、これに
より前記加熱工程を経て得られるマツト状体の復
元性を向上させ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を要旨とするもの
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、ロツクウール、スラグウールあ
るいはアルミナ繊維等があるが、以下ガラス繊維
を製造する場合について説明する。

第１図はガラス繊維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よりガラス流となつて流
出し、繊維生成ユニツト６によつて繊維化され繊
維３を生成する。（図中１は流量調節用のプラン
ジヤである。） 次にフード９中の繊維３に結合剤であるフエノ
ール樹脂、メラミン樹脂等を含有するバインダー
液が複数の噴霧ノズル７で噴霧される。

壁状囲い（コレクシヨンチヤンバ）８の基底即
ち開口底にはコンベアーネツト１６が配置されて
いる。当該コンベアーネツト１６の繊維生成ユニ
ツト６の下方相当位置には吸引室１０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によつて接続されている。各繊維生成ユニ
ツト６から生成された繊維３は集積して積層体１
４となり、コンベアーネツト１６は平板状積層体
１４を比較的高密度なマツト１５に圧成する定寸
ロール即ちサイジングロール１１の下に運ぶ。

更にマツト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運搬区域
から出た位置に当該コンベアーネツト洗浄装置を
配置する。連続運転による収集運搬を経た当該コ
ンベアーネツト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が
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エノ
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℃を保
つのが洗浄効果を上げるに適切である。水温が60
℃より低いとネツトに付着した樹脂の除去ムラが
生じる。一方70℃以上にあげることはネツトの洗
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
によつ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、撹拌羽根４
７によつ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に所定量の洗浄水と結
合剤とを導入し、これらを撹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
インダー液を調製するには、このような洗浄水を
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、貯水槽２１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へ供給可能とされている。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
は手動によつて行なつても良い。

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２
３の下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短繊維を製造する
に際して行なわれる、バインダー液の濃度調節に
ついて説明する。

前述のように溶解したガラスはノズル２から流
出し繊維生成ユニツト６により短繊維状にされ
る。この際繊維生成ユニツト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
く集綿コンベアネツト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つ
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粒中の水分の蒸発速度
が大きい。従つ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ヨンチヤンバ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、ガラスマツ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
ヨンチヤンバ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
くガラス繊維に付着した液滴は繊維捕集時にも多
くの水分を残している。このためガラス繊維同志
をその長手方向に密着させ所謂束ねた状態にガラ
ス繊維が集まりガラス繊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。

そこで本発明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、ガラス繊維に付着した液滴から
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た液滴からの水分の蒸
発速度が大きいので、製品品質は低下しない。） しかも本発明においては、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
でに長時間を要してしまう。） この濃度調節は手動によつて行なつても良く自
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つて弁３
０，３５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つ
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
くなつたときに所定の濃度（高濃度）となるよう
に調節し、基準湿度を下回つ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つの基準湿度によつて調節しても良く
２または３以上の基準湿度によつて調節しても良
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
液濃度を下げた場合、ガラス繊維３へのバインダ
ーの付着歩留がアツプするので、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図は上記のガラス繊維製造装置のコレクシ
ヨンチヤンバ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％となつてもコレクシヨンチヤンバ８内の相対
湿度は40％以下であり、ガラス繊維に付着したバ
インダー粒中の水分が良く蒸発し、硬化炉に入る
前のガラス繊維マツト中の水分量は３％以下に保
たれ、ガラス繊維製品の復元性や熱伝率等の品質
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ヨンチヤンバ内の相対湿
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ヨンチヤンバ内の相対湿度が
40％を越し、バインダー粒のコレクシヨンチヤン
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
従つて大きくなることも認められ。

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２
５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％を下まわつた
場合は、流量調節弁３５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中を流れる結合剤含
有水に混入させミキサ（市販のスタテイツクミキ
サ）３２にて撹拌し、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
えられた後、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
水槽２１の貯水量水位が上昇するが、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、繊
維への吹付け量が減じるので、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％を下回つた場合に上
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
るに従つて電気抵抗値が大きくなるという特性を
有している。

図示の如くトランジスタＴ１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
源Vcc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、同エミツタは抵抗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Ｔ１
のコレクタに接続され、エミツタはVcc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、エミツ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
が所定値以上となり、トランジスタＴ１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Ｔ１ひき
つづいてＴ３，Ｔ４がOFFとなり、リレー５１
を通じ弁開閉機構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はシユミツトトリガ回路
を構成し、相対湿度60％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可能であり、またマイ
コンの如きコンピユータを用いても実施できるこ
とは明らかである。

上記の説明ではバインダー液に途中から洗浄水
を混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 第１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、密度10Kg／m³、厚さ50mmのガラス短
繊維マツト製品（製造時厚み75mm）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55
mm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％となつていた。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57mmと上昇し、良い製品となつた。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によると、高湿度の大気条
件下においても復元性の高い高品質の熱軟化性物
質の短繊維のマツト状体を製造できる。本発明で
は、低湿度の大気条件下では結合剤の使用量が減
少されるので、製造コストも低減される。

【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ヨン
チヤンバ内相対湿度との関係の一例を示すグラ
フ、第３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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、連続的に走行されている集
   綿用コンベアにて連続的に集綿して積層体とする
   集綿工程と、集綿工程で得られた積層体を加熱し
   て所定厚さのマツト状体とする加熱工程とを有
   し、前記集綿工程では、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製するための
   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
   系統に供給される清水及び／又は前記洗浄水の流
   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噴霧ノズルに送給される結合
   剤含有水の結合剤濃度を高く又は低くし、これに
   より前記加熱工程を経て得られるマツト状体の復
   元性を向上させ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。