JPH06503799A - ミネラルウールおよびその製造方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 ミネラルウールおよびその製造方法並びに装置本発明は、高融点または高液相線 温度を有する熱可塑性鉱物材料から繊維を製造する方法、このようなミネラルウ ールから形成されるミネラルウールマット、この方法に適した繊維化装置に関す る。この鉱物材料としては、玄武岩、溶鉱炉スラグ（岩滓）などの鉄鋼業の副産 物から得られるガラス、あるいは同様の高融点または高液相線温度を有しガラス ウールの製造に用いられるガラスと比較して液相線温度での粘度がかなり低い物 質を含む。なお、説明の簡略のため、これらの原材料を以下に単に「材料」と呼 ぶことにする。

問題の材料は、特に断熱材、防音材を意図して用いられるミネラルウールの製造 のため大規模で用いられる。

このような材料が選ばれる理由は、一方においてこれらが安価なためであり、他 方において、その特性、特に耐高温性を有するためである。しかし、これらの製 造には幾つかの問題がある。これらの問題はこれらの材料が加工可能な条件から 来るものである。

これらの高融点はすでにそれ自体困難な問題を投げ掛けている。この融点は原材 料が溶融を保証するのに加熱されなければならない温度である。また、製造に関 しては、これは材料が繊維化装置を流れるために保たれなければならない最低の 温度である。

これらの材料を従来、繊維製造に用いられているガラスから識別し得る他の特異 な点は、一般にこれらの材料がその液相線温度に極めて近い温度において極めて 流動的であることである。

その結果生ずる困難について以下に述べる。

高温が要求されるため、これらの繊維化される材料と接触する装置は強い腐食に さらされる。これら装置の操業寿命は従来のガラスでも問題となっている。この 問題は高融点材料の場合、より重要となる。

今日まで、これらの困難性は、問題の材料に対して適用できる繊維化技術がわず かなものに限られていることを意味していた。その方法は基本的に２種類である 。１つは、溶融鉱物材料を遠心力、または紡ぎ離し方法、他は材料を静止ノズル を介して供給し、例えば超音速に加速されたガス流により繊維に細くする方法（ プラストドローイング法）である。

固定ノズルを適用する方法においては、溶融鉱物材料による攻撃に耐え得るノズ ルを利用する必要がある。通常、白金ノズルはこのような高温でも溶融鉱物材料 からの攻撃に耐えることができる。しかし、各ノズルの製造キャパシティは限ら れることになる。さらに、細くするために必要なガス流は比較的大きいエネルギ ーコストを発生させる。

遠心力、または紡ぎ離し方法を用いる技術は、１単位当たりの生産量をかなり大 きくすることを可能とする。これらの技術は溶融鉱物材料がスピナーの外側にと どまることを示すため、「外部遠心」という上位概念で要約される。溶融鉱物材 料はデスクの前面に適用されるか、あるいは筒状ロータの周面に適用されるか、 あるいはこれらの複数に適用される。

比較的単純なため、問題の部品、特にスピナーリムは比較的安価で比較的短時間 間隔で交換することができる。全製造コストの中で材料コストは比較的小さい。

これらの部品が溶融鉱物材料と接触することによる激しい疲労を受けるという事 実は、したがって妨害にはならない。

外部遠心により鉱物繊維の主な欠点は、同じ繊維量において最終製品の特性がい わゆる「内部遠心」により作られるガラスウールに比べて劣っていることである 。

外部遠心において、材料はスピニングホイル上を流れ、多数の小滴として投げ放 たれる。それが投げ放たれると、スピナーの表面と繊維を従えて引っ張る小滴と の間に繊維か明らかに形成される。このような繊維化メカニズムにおいて、紡ぎ 離された材料のかなりの部分が繊維化されない粒子の形で残ることは明らかであ る。この割合は出発材料の４０重量％もが１００μｍ以上のサイズの粒子となる 。この繊維化されない粒子を分離するための幾つかの方法があるが、仕上りのミ ネラルウールはこれらの粒子が全く存在しないわけにはいかず、これは使い物に ならず、特別の用途においては非常に面倒なものである。

この小滴の形成は全てが外部遠心のためではなく、問題の材料のレオロジー特性 にも依存している。本発明により処理された材料は液相線温度よりほんの僅かに 高い温度でも比較的小さい粘度を有する。流動性を示す溶融鉱物材料は繊維化か 困難である。なぜならば、フィラメントは壊れやすく小満またはビーズを形成し やすい。ある意味において、外部遠心の技術はこの傾向に依存しているが、その 欠点を排除していない。

本発明の基本的目的は、高液相線温度と低粘度を有する材料から繊維を製造する 方法であって、高収率でも繊維化されない粒子がほとんどないミネラルウールを 製造し得る方法を提供することである。

本発明によれば、周面に小径のオリフィスが多数形成されたスピナーから溶融鉱 物材料を遠心力により、これらのオリフィスを介してフィラメントの形態で紡ぎ 放つことにより、問題の種類の材料から鉱物繊維を製造することができる。本発 明において、スピナーから紡績されたフィラメントを、内部遠心を用い細径化ガ ス流を用いない他の方法を用いない限り、場合によりガス流に当ててフィラメン トを補助的に細（することもできる。

問題の材料についての内部遠心法は今までは考慮されなかった。これらの材料に ついては内部遠心法は適していないという意見については幾つかの理由があった 。問題は主に繊維を満足に細径化するための条件に関するものであった。

上述のように、問題の材料は高い液相線温度と同時に低い粘度により特徴つけら れる。これらは融点においてすでに比較的大きい流動性を示し３，２００ポアズ 未満の粘度を示す。

この点において、これらは内部遠心法により通常処理されるガラスと異なる。こ れらのガラスの粘度は液相においても、５．０００ポアズのオーダーの高い粘度 を示し、液相線温度よりかなり高い温度で繊維化しても１，０００以上の粘度か 保たれる。本発明によれば液相においても非常に低い粘度を示す材料が繊維化さ れる。意外にも、材料が加工温度範囲、すなわち１．２００〜１．４００°Ｃの 範囲で少な（とも１００ポアズの粘度を有し、１００ポアズ以上の粘度で繊維化 されるならば、このような材料のビーズ量の少ない繊維化が内部遠心でも可能な ことが見出だされた。

本発明により利用される材料は、一般に１，２００°Ｃ以上で初めて溶融状態に 変換し、その融点で高い流動性を示し、特に原則としてその粘度は液相線温度に おいて３，２００ポアズ未満（Ｉｇ　μ＜３．５）、特に１，０００ポアズ未満 （Ｉｇ　μく３）でもある。

従来のガラス繊維の製造についての内部遠心法は、処理温度に関して比較的正確 な指示がなされている。従来のガラス組成物が試験された温度において細径法に 適した粘度を示すという事実に関して、これらはレオロジー的見地からは正確で はない。通常のガラスの繊維化温度（実際に常に液相線温度以上）での粘度はそ れほど高くなく、繊維の細径化は比較的小さな力で可能である。通常のガラスの 場合、液相線温度、したがってそれより僅かに高い温度での粘度は、それ程低く なく、減少した繊維径での粘度によりほとんど補償されない表面張力の影響で破 壊され、小滴、ビーズの形成をもたらす。

したがって、通常のガラス組成物の粘度は、液相以上の範囲内で容易に選択する ことができ、内部遠心による繊維化の間に適当な粘度、例えば１，０００ポアズ 以上がもたらされる。

上述のように、問題の材料はガラスと比較して液相線温度においてすでに溶融材 料の満足な細径化が内部遠心では期待できない程度の流動性を示している。

しかるに、本発明によれば高い液相線温度を有する高流動性材料を内部遠心で処 理することができる。ただし、この場合、液相線温度での粘度に関して適当な材 料が選択され、材料の繊維化が特定の条件で行われることが必要である。

問題の材料の鉱物繊維を製造する方法は、まず第１に液相線温度が１，４００℃ 以下で、１，２００℃ないし１，４００℃の温度範囲で粘度が１００ポアズ以上 、特に１００ないし３，０００ポアズの材料を選択し、この溶融鉱物材料がスピ ナーに供給され、このスピナーの周面に設けられた多数のオリフィスを介して溶 融鉱物材料のフィラメントとして発散され、その粘度が１００ポアズ以上に調整 され、場合によっては、繊維を形成するための細径化ガス流にさらされる。つい で１，２００℃ないし１，４００℃の加工温度範囲で粘度が１００ポアズ以上で 繊維化がなされる。この上限温度はスピナーの寿命を考慮したものである。

本発明に至るテストにおいて、問題の材料の内部遠心に適用される粘度の範囲は 実用条件下で１００ポアズ以上でなけらばならず、他方外部遠心により数十ポア ズの低い粘度で繊維化されることが見出だされた。３，０００ポアズ以上である と、スピナーのオリフィスを介して溶融鉱物材料が発散し、繊維に細径化される のが妨げられる。１００ポアズ以下であると、繊維形成が不十分となり、フィラ メントが壊れ、小滴あるいはビーズを形成することになる。

スピナーの内側の溶融鉱物材料は固化しない温度に保たれる。この場合、制御し がたい局部的温度変動を考慮して理論的に考えられる温度より高い温度に保つ必 要がある。スピナー内部における初期の固化の危険を回避するため、数十度の温 度変動が考慮される。１，２００℃ないし１，４００℃の範囲において少なくと も５０℃の幅をとれば、１００ポアズ以上の粘度を有する好ましい材料を選択す ることができるから、約５０℃の安全マージンを取ることが好ましい。その結果 、この温度域内の温度変動のために粘度が１００ポアズ以下に下がることはない 。

本発明で使用可能な材料は、特に天然の玄武岩であるが、別の特性を持たせるた め玄武岩に複合材料を添加した類似の組成物も使用可能である。その他、玄武岩 の主たる特性、特に温度特性、すなわち融点が１．２００℃以下にならない特性 を有する材料の組合わせからなるものも使用可能である。

その他、溶鉱炉スラグ（岩滓）またはいわゆるロックウールの製造に用いられる 全ての組成物も使用可能である。本発明の方法は「ガラス質」と呼ばれる組成物 にも適用可能である。

この後者のものには液相で粘度が非常に低いいわゆる「硬質ガラス」などがある 。この「硬質」の言葉は比較的高い液相線温度を有し、比較的高い温度での使用 に適していることを意味している。

本発明で使用可能な玄武岩および鉱物は、基本的にアルカリ土類金属の含有量が 比較的小さい。この含有量は通常、アルカリ酸化物の１０重量％を超えることが なく、はとんどの場合、５重量％未満である。この小さいアルカリ土類金属含有 量が、比較的高い温度でのみ溶融する理由の１つとなっている。他方、アルカリ 土類金属、特にＣａＯの含有量はガラス組成物より大きい。これは９重量％以下 になることはない。

アルカリ土類金属の総合有量は３５重量％またはそれ以上に達する。問題の材料 のほとんどのものは、この含有量は９〜３０重量％である。

ＳｉＯまたはＡｌ２Ｏ３構造の成分に関し、玄武岩は通常、Ａ　Ｉ　２０３をよ り多く含み、これに応じてシリカの含量がガラス組成物より少ない。

玄武岩は酸化鉄が多い点でガラス組成物と異なる。純粋な玄武岩の場合、酸化鉄 の量は３重量％以上、通常６重量％を超える。

本発明で使用可能な玄武岩および鉱物は主として以下の組成からなる。

Ｓ　ｉＯ２４５重量％以上 ＣａＯ十Ｍｇｏ　９〜３５重量％ Ｎａ　Ｏ＋Ｋ　Ｏ１０重量％未満 本発明で玄武岩タイプで好ましい組成物を以下の表に挙げる。これらの数値は重 量％に基づくもので、これらの数値から若干外れていても通常は問題とならない 。

本発明によれば、この種の組成のものを内部遠心により、Ｆ　／　５　ｇのミク ロネア（Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ）値が６未満、好ましくは２．５ないし４で、１ ００μｍより大きい非繊維化粒子が１０％に満たない、場合によっては５重量％ に満たない非常に少ないビーズ量のファイバーマットを得ることができる。前述 のように「硬質」ガラスでも、これらが液相線温度で非常に低い粘度を有し繊維 化に同じような条件を必要とするから、本発明により処理することができる。こ のガラス組成物の例を以下に示す。

Ｓ　ｉＯ２６０，７重量％ ＣａＯ１６，５重量％ Ｎ　ａ　２０　１５　、４重量％ Ａｌ２Ｏ３０，２重量％ ＭｇＯ３，２重量％ に２０　０．７重量％ Ｂ２Ｏ３３，３重量％ ロックウールの製造に従来用いられている組成に類似する他の組成物も条件が多 少困難となるが同様に処理することができる。この場合、ビーズ量が１０重量％ 程度高くとも許容しなければならない。しかるに、本発明によれば、ミクロネア 値が６１５ｇで１００μｍより大きい非繊維化粒子が１０重量％に満たないミネ ラルウールマットを得ることができる。

この場合の組成は以下に示すものに近いものである。これらの数値は重量％に基 づ〈 従来のスピナーは本発明で用いられる高い液相線温度で高い流動性の材料を処理 するのには必ずしも適していない。前述のように通常の耐熱性合金、例えばニッ ケルークロム合金は１；　１００℃、あるいは１，０５０℃を超える温度に対し て耐えることができない。

適用上、幾つかの制限がある。

第１の制限は、熱の影響による変形である。従来の耐熱性合金のクリープに対す る抵抗は１，１００’Ｃ以上では不十分である。スピナーの操作条件を考えたと き、不十分な耐熱性は壁面の変形をもたらす。すなわち、壁面が次第に膨らみ、 繊維が形成される条件を著しく変え、そのため最終製品の規則性、均一性が損な われる。なお、１，０５０℃の温度で数百時間、損傷を生じさせないで操業する ことができたとしても、通常のスピナーは１，１００°Ｃを超えた温度において は数時間で破損を受け、これが１，２００℃となるとさらにその損傷が著しくな る。

スピナーについての他の重要なファクターは耐蝕性である。

すなわち、温度に比例して腐食の程度が増大する。

本発明に至る実験の中で、スピナーのための適切な合金を選ぶことにより、高い 液相線温度を有する組成物を処理するための厳しい条件下でも、大規模生産に対 応しうることか見出だされた。

酸化物分散強化（ｏｘｉｄｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｔ　ｒｅｎｇｔｈｅｎ ｅｄ）−路して０ＤＳ−合金によりクリープおよび腐食に対する抵抗が同時に増 大し、本発明により材料の繊維化に必要な温度下でも対応し得ることが見出ださ れた。

今まで、ＯＤＳ合金は、従来のガラスウール製造と同等の操業条件での寿命を向 上させる観点から、工業用スピナーとして利用されてきた。しかし、知られてい る限り、工業上の利用は続けられなかった。ガラス組成物の処理にこのようなス ピナーを用いることにより得られる利益は、ＯＤＳ合金を選ぶことによるコスト の増大に見合うものではなかったと思われる。

さらに、ＯＤＳ合金のみの選択は、内部遠心による問題の材料の満足な繊維化に 必要な全ての要求を満たすのに十分となならない。したがって、高い液相線温度 の組成物を処理するためのＯＤＳ合金の利用も容易に考慮されるべき対策ではな い。

本発明に至る実験の中で、高温での最良のクリープ抵抗、一般的に最良の耐熱特 性を達成するため、フェライト系ＯＤＳ合金を利用することが必要であることが 見出だされた。

さらに、本発明に至る実験の中で、ＯＤＳ合金の選択に際し処理されるべき組成 物の種類を考慮しなければならないことが見出だされた。組成物の種類に関し主 な相違は、高い鉄量の存在または欠乏である。特にフェライト系合金は、高い酸 化第１鉄量を有する組成に用いられたとき良好な耐蝕性を示したが、同じ合金が 鉄含量を実質的に含まないガラス組成により容易に腐食されることが見出だされ た。

実用条件において、フェライト系合金は酸化鉄を３重量％より少なく含む組成物 を処理するのには適していない。

鉄量が多い組成物、例えば玄武岩および一般の石については、フェライト系ＯＤ Ｓ合金は良好な耐蝕性と良好な機械的挙動を示し、耐熱性が優れているとされる 他のＯＤＳ合金の操作温度より８０ないし１００℃高い温度で操業することを可 能とする。フェライト系ＯＤＳ合金は１４００°Ｃもの高い温度でも満足に処理 することができる。

例えば、１３００℃ないし１３５０℃あるいはそれ以下の温度で処理できるとこ ろの高温を要しないで繊維化できる組成物については、耐熱性のより小さいＯＤ Ｓ合金が選ばれる。

この場合、ニッケルークロム系のオーステナイト系合金が有利に利用できる。こ れらの合金は腐食および鉄量が多いあるいは少ない組成物に対し良好な抵抗を示 す。

高い温度で処理するために用いられる本発明によるフェライト系ＯＤＳ合金は本 来的に鉄量が６５重量％以上である。

この合金は鉄の他にクロムおよびアルミニウムを含む。

このＯＤＳ合金に好ましくは分散される酸化物は酸化イツトリウムである。この 酸化物の量は通常非常に小さい。通常、１重量％未満である。

スピナーの製造に利用されるフェライト系ＯＤＳ合金、特に鉄に富む組成物の繊 維化に利用されるものは、主として以下の組成を有する。

Ｃｒ　１３〜３０重量％ Ａ１　２〜７重量％ Ｔｉ　１重量％未満 Ｙ２Ｏ３０，２〜１重量％ Ｆｅ　残部 このうち、好ましい合金例は、以下の組成を有する。

Ｆｅ　７４．５重量％ Ｃｒ　２０重量％ ＡＩ　４．５重量％ Ｔｉ　Ｏ，５重量％ Ｙ２０３　０．　５重量％ 利用されるオーステナイト系合金は実質的に鉄を含まない。

また、アルミニウムも実質的に含まない。酸化イツトリウムの量はフェライト系 合金とほぼ同程度である。

好ましいオーステナイト系合金は以下の組成からなる。

Ｃｒ　１５〜３５重量％ ＣＯ〜１重量％ ＡＩ　Ｑ〜２重量％ Ｔｉ　Ｑ〜３重量％ Ｆｅ　２重量％未満 Ｙ２Ｏ３０，２〜１重量％ Ｎｉ　残部 このＯＤＳ合金の製造、この合金に基づく部品の成形は従来公知の技法により行 うことができる。

セラミックはスピナー材料の他のカテゴリーである。使用可能なモノリシックセ ラミック材料、特にＲＢＳＮタイプの窒化珪素（窒素雰囲気でシリコン粉を反応 焼結することにより得られる反応結合窒化珪素）、Ｓｉ３Ｎ４またはサイアロン タイプの窒化珪素は以下のような化学組成を有する。

Ｓｉ　４９．４重量％ Ａ１　４．２重量％ Ｙ　７．２５重量％ ０　４．０重量％ Ｎ　３５．０重量％ Ｆｅ　＜２，０００ｐｐｍ Ｃａ＋Ｍｇ　＜１，０００ｐｐｍ 他の窒化珪素も同様に使用することができる。部品は例えば焼結により得ること ができる。この場合比較的複雑な形状の部品、及び、ロッドで自由に保つことに よって初期の段階からオリフィスを製造する可能性を得ることもできる。ロッド は、オリフィスの外径で部品が形成された後、引き抜かれ、最終的にダイアモン ド工具で仕上げられる。その嵩密度が、理論的な最大密度にできるだけ近い非多 孔質セラミックス材料を使用することが好ましい。それによって、容易に腐食し ない部品が得られる。この種の材料は、１，３００℃付近の温度で使用すること ができる。

本発明の範囲内で使用可能なその他のセラミックス材料のカテゴリーは、かなり 改善された靭性と強度とを有する、セラミックスマトリックスと繊維強化材との 複合物である。この場合、炭化珪素マトリックスを有するセラミックス材料５ｉ Ｃ−３ｉＣ又は５ｉＣ−Ｃは、この場合、特に適切である。

炭化珪素（ＳｉＣ−５ｉＣ）又は炭素（ＳｉＣ−Ｃ）を含む繊維で強化された材 料も適している。例えば、部品は、好ましくはレーザービームの浸透によって製 造された周壁のオリフィスで、初めにガス状の前駆体を分解して堆積し、プレフ ォーム状にセラミックス化することによって製造される。このプレフォームは、 炭化珪素又は炭素繊維の近接する組織層の積重ねに含浸させることによって得ら れる。そのようなセラミックス材料は、５ｉＣ−３ｉＣについては１，２００℃ を越える温度で、５ｉＣ−Ｃについては１．４００’Ｃを越える温度で、非酸化 性条件のもとて使用可能である。

内部遠心によって高い流動性及び低粘度材料の処理中に最適の結果に達すること は、繊維化した集合体に関しては、ある種の合金の選択にのみ依存するものでは ない。必要とされる処理条件はまた、溶融鉱物材料の経路及び温度条件を安全に する装置のすべてについて影響を及ぼす。

問題の材料は、しばしば、非常に初期の段階から、即ち、原材料の溶融の時点か ら専門的な装置を必要とする。ここで意図されていることは、本発明の範囲内に 存在しない溶融技術の説明を述べることではない。これらの技術は、文献に詳細 に説明されている。それにもかかわらず、溶融鉱物材料の製造中でさえ、材料形 成の抵抗、溶融又は精製炉によって、達し得る温度が特に制限されることが明ら かにされなければならない。これらの理由のために、溶融鉱物材料が、変化に必 要とされる温度より、一般にあまり高くない温度で提供される。このことは、繊 維への変化に至るまでの処理工程中の溶融鉱物材料の熱損失が、抑制されなけれ ばならないことを意味する。

実際の条件においては、溶融炉とスピナーとの間で溶融鉱物材料が断熱されるこ と、及びその距離が短く保たれることが重要である。

したがって、操作温度に保つために必要なエネルギーがスピナーに供給されなけ れば、熱損失はまた、スピナーに接触して発生する。過剰の熱移動を避けるため に、装置の始動及び操作の進行中に種々の測定が行なわれる。

スピナーの外側では、特に環状外部バーナー内では、内部燃焼を有すること、及 び周壁の上部近傍に、高められた温度を有する環状ガス流を発生させることが好 ましい。高温ガス流は、輸送手段の周壁に沿って導かれるだけではない。接合バ ンドの部分、又はフランジを有する周壁に接合する“チューリップ”の部分を覆 うようにも、導かれることが好ましい。

フランジは、スピナーを支持シャフトに（ボトムｌノススピ上−の場合）、ある いは上部強化継ぎ環で（スピナーが底部の壁を通して運転される場合）、これら の部分も加熱されるようにしっかりと固定するために使用される。

この目的のために、その炎が接合帯又は“チューリップ”に導かれる、追加のバ ーナーを使用することができる。もう１つの解決は、周壁の上部からより大きな 距離を有して外部バーナーを配置することである。これにより、ガス流は、スピ ナーに接近し、“チューリップ”の着目される部分に達する前に、すでにいくら か膨張する。一方、ここで、当たるガスの優れた精度が保持されるように、距離 は非常に小さく保つべきである。本発明の第３の変形によれば、環状の外部バー ナーを使用することができる。その内側の経路壁は、スピナーの外径より小さな 直径を有する。例えば、この場合、高温ガスの噴出の制限をな（すために、長く 傾いた放出縁を有するバーナーが提供される。

スピナーの外部には、高い周波数、好ましくは中程度に高い周波数を有する電流 の通過のための、環状マグネットを具備している誘導ヒーターを設けることが好 ましい。知られているように、環状マグネットは、スピナーの下にじかに同心円 状に配置することができる。これらの２つの加熱装置の組み合わせは、スピナー の熱収支に寄与する。そして、これらの加熱装置の効率は、それらがスピナーに より接近した配置された場合よりも優れること、このようにして、外部バーナー は、遠心分離器又はスピナーの頂部を主として加熱することに着目しなければな らない。これに対して、その中の環状マグネットは、主としてスピナーの底部を 加熱する。高温ガス流で覆われているその他の近接する金属部を加熱せずに、周 壁の頂部を加熱することは非常に困難であることが知られているので、前述した ２つの加熱システムは、技術的な問題を避ける。

これらの加熱装置の間のさらに１つの実質的な相違は、スピナー周辺の温度に及 ぼす影響である。導入ヒーターは、この点について実際の影響を有しない。それ ゆえ、放射によるわずかな加熱は別として、周囲の加熱に寄与しない。一方、ス ピナーの回転運動により吸引された二次的な空気と、高速の環状ガス流とは、環 状バーナーによる周囲への熱の導入を抑制するが、環状バーナーは、必然的にか なりの割合で周囲を加熱しなければならない。しかしながら、最適なファイバー 品質のために、特に機械的抵抗の見地から、スピナーから出たファイバーが、直 ちに、高温の周囲に過剰に曝されることは不都合である。これらの点から、環状 外部バーナーから放出されたガスの温度は、制限されることが好ましい。

さらに、比較的高速でスピナーを作動させることが有利である。抵抗力の粘性変 形に対する比と、小滴又はビーズの形成の原因となる表面張力との関係は、無次 元数μ×ｖ／σの関数であることが知られている。ここで、μは材料の粘度、■ は材料の速度、σは表面張力である。粘度を上昇させるために温度を低下させる ことによって、又は、物質の移動速度を増加させることによって、積μ×ｖを増 加させることは、小滴又はビーズのような繊維化しない粒子が形成される傾向を 減少させる。

スピナーの周囲を加熱しないことが好ましいが、この必要性は、外部バーナーが 、スピナーの熱収支を申し分なく維持するのに十分にではないという結果をもた らすであろう。

そのような場合、スピナーの内側に加熱装置を追加することができる。この補足 的な熱の導入は、スピナーの支持シャフトに同心円状に配置された発散する内部 バーナーによって、好ましく達成される。このバーナーの炎は、周壁の内側に導 かれる。燃料／空気比は、炎の根元が内部壁のすぐ近傍に位置するように設定さ れることが好ましい。さらに、フレーム保持手段として作用する突起の数は、“ チューリップ”の内壁に設けることが有利である。発散する内部バーナーは、連 続操作の進行中に３〜１５％の熱供給を与える。この値は、溶融鉱物材料に由来 しない程度である。これは、寄与が最少となることのみを示すが、この熱供給は 、著しい精度をもって生じて、必要とされる場所に正確に行なわれる。それゆえ 、非常に効率的である。

繊維化の間に有利に用いられる発散する内部バーナーは、当業者に既知の中心内 部バーナーを補足する。しかしながらそれは、もっばら始動層の間にのみ用いら れ、スピナーの底部の壁、又は底部壁として作用する分配手段の壁を加熱するこ とを主に意図する。分配手段は、通常はカップ、より一般にはスピナーの中心領 域と呼ばれる。中心内部バーナーは、溶融鉱物材料の供給が行なわれる前に、カ ップ又は底部壁を予備加熱する。本発明によれば、中心バーナーは、一点に集中 する炎を有する環状バーナーであって、スピナーの支持シャフトと発散する中央 内部バーナーとの間に配置されたものが好ましい。

運転開始に際しては、外部の加熱施設も使用されることが理解される。必要なら ば、追加のヒーターとしてフレームランス又はそれに類似する装置さえ使用して もよい。もちろん、炎が発散する内部バーナーもまた、まだ溶融鉱物からの熱の 入力が使用し得ない臨界的な運転開始の際には使用される。

運転開始の際には、内部及び外部バーナーが一緒に使用されるのが有利である。

内部バーナーは、恐らく、伝統的なガラス製造のためのファイバー製造ユニット においても見られる種類のものである。そのような公知のファイバー製造ユニッ トでは、バーナーは、スピナーの支持シャフトに同心円状に配置される。具体的 な態様の説明において詳細に説明されるように、特に、特定のスピナーの構成を 補うために、他の種類の内部バーナーもまた利用可能である。

成る場合に処理された材料は、内部遠心により通常処理されたガラスの粘度より も低い粘度を有するので、それに対応してそれぞれのオリフィスの寸法を選択す ることにより、それぞれのスピナーのオリフィスの製造能力を調整する必要があ る。このように、１日にオリフィス当り約１ｋｇの、１゜０００ポアズのオーダ ーの粘度を有するガラスの製造能力を維持するために、オリフィスは通常、０． ７〜１．２ｍｍの径を有している。５００ポアズ以下の粘度を有する物質につい ては、０．１ｍｍｍより大きな、好ましくは０．１５ｍｍより大きな、特に０． ２ｍｍより大きな、しかし０．７ｍｍより小さい、好ましくは０．５ｍｍより小 さい、そして特に０．４ｍｍより小さい径のオリフィスを有するスピナーを用い ることが好ましい。

更に本発明の詳細、特徴、利点は、図面とともに以下の好ましい態様の説明から 明らかとなるであろう。

図１ないし７は、様々な組成物についての粘度／温度ダイヤグラム。

図８ａは、従来から知られたグラスファイバーの製造のためのファイバー製造装 置を示す断面図。

図８ｂは、図８ａに対応する本発明のファイバー製造装置の一例を示す。

図９は、図８ｂに対応する本発明の他のファイバー製造装置の一例を示す。

鉱物繊維の製造に有用な多くの組成物が、本明細書の表に示されている。“内部 遠心分離”により通常ファイバー化される従来のガラス組成物を示す組成物Ｏを 除いて、すべての他の物質は、高い液温と低粘度を有している。組成物の主要な 成分の他に、表は、液温、即ち平衡状態で結晶が検出されない最低温度に対応す る熱的平衡の値を示している。この温度を決定するために、破壊された物質のサ ンプルは、平衡状態を得るに充分な時間（実用的条件の下で１６時間）、白金る つぼ内の測定温度まで加熱され、次いで炉から取り出され、周囲温度に冷却され 、粉砕されて微細なチップとされ、顕微鏡により観察される。この時、液温は結 晶が見出だされ得ない高温範囲と、結晶の存在が認められる低温範囲との間のし きい値に相当する。

ガラス組成物とみなされる組成物ＮＯ，２６を除いて、本発明により使用される 表中のすべての組成物は、高融点、典型的には１．２００ないし１，４００℃の 液体温度を有する物質に相当する。これらの様々な組成物についての粘度／温度 グラフを図１ないし７に示す。個々の組成物の特性の詳細については、図１ない し７の充分な開示が、本発明の基本概念を記載する明細書に組み込まれる。図は 、ｙ軸に粘性μ（Ｉｇμ）（ポアズ）の対数を、ｙ軸に温度を表わしている。

グラフの左側の端部（ガラスＯの場合を除く）は、同心円管を具備する粘度計に より粘度が測定され得る最低温度に相当し、サンプルは徐々に冷却される。

本発明の適用限界は、図において破線で示されている。適用可能な最高温度は、 スピナー合金の抵抗に依存する。許容し得る操作寿命のＯＤＳ型の合金の場合、 上限は１．４００℃である。

下限を示す１，２００’Ｃの値は、厳密なボーダーラインではないが、もし他の 不都合に加えて非常に短い操作寿命のスピナーが受け入れられるならば、公知の 通常の“内部遠心”技術により達成可能な究極の限界値であるという事実に基づ いている。工業的な条件の下では、この値は、公知の通常の“内部遠心”技術に よる経済的方法では、はるかに達成し得ない。

３．０００ポアズ（Ｉｇμ＝３．４７）を超えると、材料はもはや所望の形でオ リフィスを流れないので、組成物は問題の技術によってはもはや加工し得ない。

この上限は、調査された組成物が本発明の温度範囲内ではるかに低い粘度を有す る限りにおいて、実用上重要な限定であることを意味しない。

下限１００ポアズは非常に重要である。先に述べたように、オリフィスから出る フィラメントを細くしてファイバーとすることは、この粘度以下では、しかしし ばしば２００ポアズ（Ｉｇμ＝約２．３）以下、又は３５０ポアズ（Ｉｇμ−約 ２．５）以下ですら実用上不可能である。内部遠心によるファイバー化を妨げる これらの低粘度に対し正当な安全マージンを達成するためには、３００ないし３ ５０ポアズの粘度で加工することを許容する組成物を用いて作業するのが好まし い。

低粘度ガラスの加工中の問題点をより良好に示すために、１．２５０℃の玄武岩 組成物Ｎｏ、２５の１つに相当し、更に組成物Ｎｏ、２５の１つに類似する粘度 ／温度グラフを有する、９５０℃における粘度を有する対照ガラスについて、実 験を行った。これらの実験は、ＦＲ−Ａ−２４４３４３６により公知である２０ ０ｍｍのスピナーを用いて、１日及び１オリフィス当り０．　２〜０．６４ｋｇ の排出ガラス量で行１．０００℃のブラスト温度及び２０〜１００ｍｍ水柱のブ ラスト圧力を有している。得られた結果は、以下の表に示されており、ここでは 粘度はポアズで、スピナーの回転速度は１分当りの回転数で示されている。“ビ ーズの欄では、最初に１００μｍより大きなファイバー化されていない粒子の重 量％を、括弧内に４０μｍより大きな粒子の重量％を示しである。ファイバーの 細さは、５ｇ以下のミクロネア値により示されている。

ファイバーの細さ 粘度　ＲＰＭ　ビーズ　Ｆ１５　ｇ ｌ、８００　３．０００　１．２７％（２，４５％）３．７５２０　３．０００ 　１．２５％（１，７５％）　３１５０　３．０００　７．７％　（８，９％） ３．６７０　３．０００　１０．５％　（１４％）〉８１．０６０　２，０００ 　１．８％　（２，４％）３．３３６０　２．０００　１．９％　（２，８％） ３，３１５０　２．０００　４５．９％　（４７％）６．８上記表に示すように 、３５０ポアズ以上に調整された粘度におけるビーズの比率は、スピナーの回転 速度とは独立に、明らかに５重量％以下である。この場合、スピナーの回転速度 及び／又は外部バーナー圧及び／又は縮小ガス温度を上昇させることによって、 ファイバーの細さを改善することが可能である。１００ポアズ未満の粘度に対し ては、ビーズの含有量は、スピナーの回転速度が高くてもかなりの量になる。

一方、それに加え、達成されたファイバーは不十分な細さを示し、特い絶縁用に は不適切である。

７０〜３６０ポアズでは、高回転速度が採用され、５〜１０重量部のビーズ含有 量が受け入れられれば、高品質のファイバーを達成することができる。

本発明の範囲内の組成物の使用を可能とするためには、上述の制限によって定義 された領域内に存在するように、粘度／温度グラフの最大長さを目指す必要があ る。

例としてリストにあげである組成２２および２３は実践的には本発明による教示 によって細繊化されないので排除される。さらに、組成２１は規定された領域で その粘度／温度グラフの内部の非常に小さな部分であるので繊維化することが非 常に困難であると思われる。組成１７．１８．２０．２４および２５は３５０ポ アズより大きい粘度で加工されないため本発明による選択に必要とされる条件の 境界域内にある。

それゆえ、例えば１０重量％のビーズ含有量をもつ比較的不満足な製品が生産さ れる。

組成３．１０．１１および１４はその３００／３５０ポアズより大きい好ましい 粘度領域で粘度／温度グラフの非常に小さな部分を占めるのでスピナーの全周辺 壁部にわたっておよび連続操作において少なくとも５０°Ｃ以上の温度範囲内の 一定温度を維持することを困難にしている。

組成８および１２については、１，３００℃を越える温度での操作が可能な高性 能スピナーを必要とすることに留意すべきである。

残りの組成は繊維化される材料の粘度が３５０から３５０ポアズで、少なくとも ５０℃の安全限界を持つ１，２００から１，３００℃の操作温度領域を与える。

それらは数十度にわたって十分利用ができる非常に広範な操作領域を示し、前記 の組成よりもより簡単に使用できる。

組成２６は比較的低い液相線ガラスに相当するため（例えば、１．０５０から１ ，１００℃が従来すでに高液相線温度であると言われていても、組成０のように 典型的に使用されているガラス組成の液相線温度が９２０℃にすぎない）規定さ れた操作領域には入らない。しかし、この組成はまた液相線温度において粘度３ ，２００ポアズ未満のため、本発明の利点を利用できるので、１００ポアズより 大きい粘度で「内部遠心分離」の手段によってまだ繊維化可能である。

本発明の明細書は繊維化ユニットの概要図を示す図８および９のよってより詳細 に説明されるものである。

図８ａおよび８ｂは従来技術領域で今まで使用されてきたタイプと原理的構造が 対応する、特に絶縁用を目的とするガラス繊維生産のためユニットを図示する。

このタイプの繊維化装置は例えばフランス公開公報節２　４４３　４３６および 欧州公開公報０　０９１　３８１等の多くの例において、詳細が述べられてきた 。これらの公開公報の内容の詳細については本明細書中に参照として十分に明白 に織り込まれている。

図８ａに詳細が示されているように、通常、繊維化装置は基本的にスピナー１、 複数の排出孔を持つ周辺壁部２からなる。周辺壁部２はその形からチューリップ と呼ばれている接続バンド４を経てフランジ３に接続している。図示するように 、周辺壁２、チューリップ４およびフランジ３は全体として一つの連結した部分 として形成されている。

フランジ３は図示の通り、中空の支持シャフト５に載置され、この穴を通して溶 融した金属材料が供給される。支持シャフト５、あるいはフランジ３は、さらに 通常「カップ」と呼ばれている同心円状の分配手段６を支えている。同心円状の 分配手段６は比較的直径が大きい穴を比較的数少なくもつ周辺壁と共に、スピナ ーの底壁として働いて、溶融した金属材料を溶融金属材料主供給流を複数の小流 に分割し、周辺壁部２の内部領域に分配するという方法で分配している。

スピナー１はスピナーの回転で多量に吸引される空気によって、および環状外部 バーナ８を冷却する水によって強冷される周辺空気に接触することにっておこる 冷却をとにかく相殺するため、多様化した加熱装置：特にスピナー１の底部を加 熱する環状マグネット７の誘導ヒーターで囲繞されている。

外部バーナ８の流路の壁部９および１０の末端は、スピナー１から、図８ａの左 上側に単純化した様式のスケッチで示すように、例えば約５ｍｍというわずかな 垂直距離りをおいて配置されている。

環状外部バーナー８は高温高速ガス流を実質的の垂直下方に発生し、そして周辺 壁部２に沿って流す。一方、ガス流は加熱、または周辺壁部２の温度維持用に、 もう一方は紡ぎ出された溶融金属のフィラメントを細くしてファイバーに変える ことに貢献している。

図示のように、外部バーナー８は加圧風等の冷風用送風リング１１に囲繞されて いる。その主目的は熱ガス流の半径方向の拡張を制限することによって、形成フ ァイバが環状マグネット７と接触１−ないようにすることにある。

スピナー１の外部ヒーターは支持シャフト７の内部に位置する内部環状バーナー ］、２でスピナー内部で補足的に用いられ、繊維形成ユニットの開始段階でカッ プ６の予備加熱に単に利用されるだけである。

図８ｂで図示したように、本発明による繊維形成装置は同様の構成部品からなり 、その差違のみを以下に述べることとする。

最も明らかな差違は、その末端が周辺壁部１９上に距離ｈ′　（図８ａ記載の距 離りより明らかに大きい）をおいて位置している流路１４および１５を持つ環状 外部バーナー１３の位置である。これらの関係はまた単純化した様式で、図８ｂ の右上にスケッチで示されている。例えば距離ｈ′は１５から３０ｍｍの範囲内 で、ガス流の非常に的確な流れを実現できる距離として特に２０から２５ｍｍの 範囲内が好ましい。

さらに、内部流路壁部１４は周辺壁部１９の上部の直径より明らかに小さい直径 を有する。ガス流の放出を導くために、外部バーナ１３−の排出孔は２つの傾斜 表面１６．１７によって相互に正しい角度に限定される。例えば、約４５°に外 側に傾斜する。外部バーナ１３−からの熱ガスの半径方向の拡張という問題を制 限するために、外部側傾斜面１７を内部側傾斜面１６の半分の長さとし、垂直壁 部１８で終わっている。傾斜面１６および壁部１８は、従来の外部バーナー８の 流路壁部９および１０の垂直距離りに本質的に対応する高さ分を離してスピナー 上部で終る（図８ａと比較のこと）。

このような外部バーナー１３の配置により、スピナー１の周辺壁部１９ばかりで なく、２ｏに示すチューリップが加熱される。しかしながらガス流はチューリッ プ２ｏに沿って上昇しないし、１′に示すスピナーの支持シャフト２２を加熱し ない。これを回避するために、環状突起２１または異なる回転シーリングエレメ ントがチューリップ２ｏの半分の高さに配備される。この位置により、環状ガス 流により加熱されるチューリップ２０の長さが決まる。支持シャフト２２と周辺 壁部２３とのギャップに加圧することも可能である。この目的のためには、支持 シャフトの頂部に冷気を導入することができ、この冷気導入では、例えば単に液 体バリヤーが得られるという理由で特に回転軸に垂直方向が好ましいが、冷気流 をチューリップ２０に直接向けるべきでない。

図８ａおよび８ｂを比較すると、中央の内部環状バーナー２６の周囲に同心円状 に位置し、通常はカップ２７の加熱を行うための第２内部バーナ２５が具備され ていることにもう一つの本質的な違いがある。第２内部バーナー２５は周辺壁部 １９およびチューリップ２０の内部表面に向かう放射状に散開する炎を有す環状 バーナーである。炎はその保持手段として働くチューリップ２０の内面上突起２ ９によって最適の状態に調整される。

図８ｂの実施例の場合、カップ２７は溶融金属材料の急浸蝕を回避するため、例 えばセラミック板あるいは耐熱コンクリート製の比較的厚い底壁２８を有す。加 えて、厚い底板２８は断熱剤として作用し、これによりスピナー１−の回転によ り生じるかあるいは吸引されるガスあるいは空気流にょる底壁内部の冷却を防ぐ 。

本発明による装置の操作原理をこれより詳細に説明する。

生産を開始する前に、溶融金属材料がスピナー１′の孔がら射出される前に固化 しない温度に到達するまでカップ２７およびスピナー１−の加熱を行なう。進行 中の連続操作温度とは理想的には少し異なる適温に達すると、溶融金属材料を実 質的に冷却させることなく一定の操作条件に出来るだけ早く到達させることがで き、そして溶融金属材料をスピナー１−に通すことができる。

溶融金属材料はカップ２７の底壁２８に衝突させ、カップ２７の周壁部の孔を通 して射出され、スピナー１−の周壁部１９の内部側に放出される。

カップ２７による溶融金属材料の分配は二つの相反する要件によって決められる 。一方では、カップ２７がらスピナー１−の周壁部１９への途上で想定される溶 融金属材料の冷却を回避するため、カップ２７の孔の数を比較的小さく保つこと が望ましい。しかし、もし溶融金属材料がカップ２７の少数孔に集中すれば、集 中箇所のスピナー１゛の周壁部１９の内面の衝突ポイントが局所に限定されるこ とになり、スピナー１−において材料が急激に浸蝕する危険が伴う。下記に詳細 を図示するが、スピナー１′中における溶融金属材料の「貯蔵物」を厳しく制限 すれば、クッションとして働いている貯蔵物による衝突の緩和作用が減少するの で、この危険が増大する。

固化の危険性を最小限にするため溶融金属材料のスピナー１−の通過時間は出来 るだけ短くする。そのためにはスピナー１の内部での金属材料の通過路を短縮す ることに加え、孔を通す前に周壁部１９の内部に沿って残留する溶融金属材料の 量を出来るだけ小さくする事である。

溶融金属材料の貯蔵量は供給される溶融金属材料の流量、その温度、流動性の大 小、およびに遠心分離の加速によって間接的に決まる。例えば、溶融金属材料の スピナー１−への残留量の平均が一分あたり、好ましくは３０秒あたりの生産量 を超えるべきでない。

溶融金属材料が放出されるまで適度な温度を維持するために、スピナーはスピナ ーを囲繞する環境内部で特に補足的温度条件を必要とする。それによって、フィ ラメントを細径化して繊維化にし、細径ファイバーの固化が確実になる。

溶融金属材料の温度はファイバーが固形状を保つ値より低い値に速やかに移行さ れるが、固化は即座起こらない。その場合、十分な細径化は出来ない。

この段階での温度を主に制御するのは、ファイバーの細径化が起こる領域におい てスピナーの周辺に影響を与える加熱装置によって行われる。

温度を選択するにあったって、当然のことながら該材料が細径化され得、固化さ れ得るということを考慮しなければならない。さらに、バーナから逃散したガス は環境から吸引された空気と混合するという事実を考慮しなければならない。

実践的な条件下では、ファイバーの細径化はスピナーから出た後のわずかな距離 内で実施される。

ガスの排出量は、ファイバーが細径化される全周囲空気における選択条件を維持 するに十分な量とすべきである。

図９に示す配置は、溶融金属材料の供給が軸状でなく分配カップを通さず直接ス ピナーに入る点で、特に図８の配置と異なる。

図９による配置では、略本するように、スピナー３１はフランジ３３およびシャ フトカラー経て支持シャフトに締結されている。締結手段は詳細に図示されてい ない。

スピナー３１はその頂部か開孔している。溶融金属材料３５は重力供給され、前 床から連続流に入る。溶融金属材料３５はスピナー３１に入る途上をブッシング ３６によって保護されている。

図８による一例の様に、様々な作業段階で溶融金属材料の温度を制御する数種の 設備および装置をもつ場合がある。

中でも、スピナー３１の外部には熱誘導の環状外部バーナ３７、環状マグネット ３８がある。個々のケースの要求に応じて軸状バーナが生産開始時に、スピナー ３１に溶融金属材料を投入する前にスピナー３１を十分な温度にするために一時 的に使用される。これらの軸状バーナーの詳細は図示されていない。

図８による実施例のように、スピナー３１の内部に支持シャフト３２に対して同 心円状に配置された内部バーナー３９が設けられる。ガス放出させるためスピナ ー３１の底板は、孔を有することが好ましい。

スピナー３１の孔を通過する前に、溶融金属材料３５が素早く加熱されなければ ならないならば、図９の４０に図示されるように、これらのバーナーは一炎をス ピナ−３１周壁部の内表面に向けて使用することもできる。図９の表記で述べた 他は、バーナーが溶融金属材料の流入点を妨害できないようにバーナー４０を溶 融金属材料３５の溶融流がら離れた位置に置くことが好ましい。

図８による実施例の場合の様に、放射状に散開するバーナー４０は中央内部バー ナー３９によって補足され得る。

図９に略本する壁部４１は環境温度からスピナー３１の内部空間を最適に保護す るように配置される。

溶融金属材料３５はスピナー３１の底板を形成している領域に衝突する。そこか ら溶融金属材料は遠心分離効果により、スピナー３１の周壁部４２の内部表面を 覆う。

この配置では溶融金属材料３５のスピナー３１と接触している間の通路が非常に 短いことが強調される。

図８ｂによる実施例の様に、スピナー３１の円周の周辺の温度条件を調節するこ とを主作用とする内部燃焼による環状外部バーナー３７はスピナー３１の周辺壁 部４２、特にその頂部の想定される冷却を防御する。前記実施例の様に、環状マ グネット３８による誘導加熱はスピナー３１の底部を加熱するために使用される 。

上記のように、実験では、オーステナイトＯＤＳ鉄製のスピナーでファイバは製 造された。この場合スピナーは直径２００で、周辺壁部に９，０００排出孔を具 備していた。孔の直径は０．５ｍｍであった。孔は２０列に配置されていた。

繰り返しを避けるために記述はしないが、配置は図８ｂに図示されている種類の ようなものである。

様々な組成の実験条件は若干異なる。たとえば、上記で説明した組成２に好結果 をもたらしたこれらの実験条件を述べる スピナーに送り込んでいる間の溶融金属材料の初期温度は１．５５０℃であった 。排出量は３，０００ｋｇ／日であった。

まず最初に、外部バーナーを調節した繊細用ガス流を１．４００℃で、噴射圧力 ３４５ｍｍ水柱で提供した。

スピナーの回転速度は３，０００ｒｐｍであった。

これらの条件下で、マイクロネア値が３１５ｇ、ファコネア（Ｆａｃｏｎｎａ　 ｉ　ｒｅ）値が４００１５　ｇの玄武岩ウール（マイクロネア値が３１５ｇ、フ ァコネア（Ｆａｃｏｎｎａｉｒｅ）値はミネラルウール製造業界で現在繊維の太 さを特徴づける通常の方法となっている。その詳細についてはドイツ国工業規格 （ＤＩＮ）５３９４１、”ＢｅＳｔｉｍｍｕｎｇ　ｄｅｓ　Ｍｉｃｒｏｎａｉｒ ｅ”およびＡＳＴＭ　Ｄ１４４８、”Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ　ｒｅａｄｉｎｇ　 。

ｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ’に記載されている。１００μｍ以上の直径の 非繊維化材料の量は０．８重量％未満であった。これは”外部遠心”の結果と比 較して著しく小さい。

この繊維の品質は全体として満足なものであった。

一般に、本発明の方法によれば、加工条件を適当に選択することにより、玄武岩 、ロックに基づくミネラルマットとして１００μｍ以上の直径の非繊維化粒子（ ビーズ）の量が５重量％未満のものを得ることができる。

しかしながら、温度分布を厳密にコントロールすることは極めて重要である。

上述のように、バーナ一温度を著しく、例えば１．　６００℃に上昇させること により、非繊維化粒子の割合が著しく増大する。

反対に、スピナ一温度を低くすると、周囲の排出オリフィスが詰まることになる 。

他の組成による実験でも上述の結果が確認された。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　６２７４５ 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　６２７４５ 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　６２７４５ 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　−６２７４５ 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　６２７４５ 国際調査報告 ＥＰ　９２０１７５４ Ｓ＾　６２７４５ フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃ２２Ｃ３８／２８ （８１）指定間　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ， ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＦＩ、　 ＨＵ、ＪＰ。

ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＲＵ 、　ＳＤ、　ＵＳ ＦＩ （７２）発明者　ベルティール、ギュイフランス国、エフ　−　６０６００　ク レルモン、ロンケロレ・ザニッツ、リュ・ド・フロツク−２３６ （７２）発明者　フルタフ、ハンス ドイツ連邦共和国、デー　−６７２０スペイアー／ライン、イム・オペルケメル アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高い液相線温度で高流動性の、特に液相線温度で３，２００ポアズ未満の粘 度を示すミネラルウール材料の製造方法であって、溶融鉱物材料をその周壁に複 数の小径のオリフィスを有するスピナーに供給し、前記溶融鉱物材料は前記オリ フィスを通って遠心分離されて、場合により、前記スピナーの周壁に沿ってガス 流を流して補助的に細くする効果を受けることができるフィラメントを形成する ミネラルウール材料の製造方法。 ２．前記繊維化される物質の液相線温度が１，２００℃よりも高い請求項１の方 法。 ３．前記繊維化される物質は、処理温度範囲が好ましくは１，２００℃乃至１， ４００℃であり、その際の粘度は１００ポアズを超え、また、前記物質は少なく とも好ましくは２００ポアズ、特に３５０ポアズの粘度を有して繊維化される請 求項１又は２の方法。 ４．処理温度範囲の粘度が２００ポアズを超える請求項３の方法。 ５．処理温度範囲が少なくとも５０℃以上の温度範囲に亘っている請求項３又は ４の方法。 ６．前記スピナーオリフィスの直径は、０．１５ｍｍよりも大きく、特に０．２ ｍｍよりも大きくなるように選択される請求項１乃至５いずれか１項の方法。 ７．前記スピナーオリフィスの直径は、０．７ｍｍよりも小さく、好ましくは０ ．５ｍｍよりも小さく、特に０．４ｍｍよりも小さくなるように選択される請求 項６の方法。 ８．スピナー材料として酸化物分散強化（ＯＤＳ）合金が選択される請求項１乃 至７のいずれか１項の方法。 ９．スピナー材料としてセラミック材料が選択される請求項１乃至７のいずれか １項の方法。 １０．高い液相線温度及びその温度で低い粘度を有し、特に液相線温度で３，２ ００ポアズ未満の粘度を示す材料で造られたミネラルウールマットであって、１ ００μｍを超えるサイズの非繊維化粒子の含有量が１０重量パーセント未満であ り、特に５重量パーセント未満であることを特徴とするミネラルウールマット。 １１．その材料は、アルカリ土類酸化物の含有量が少なくとも９重量パーセント であり、好ましくは鉄の含有量が少なくとも３重量パーセントである請求項１０ のミネラルウールマット。 １２．１００μｍを超えるサイズの非繊維化粒子の含有量が１０重量パーセント 未満であり、以下に示す組成の材料で造られたミネラルウールマット。 ＳｉＯ２６０．７％（重量） ＣａＯ１６．５％（重量） Ｎａ２Ｏ１５．４％（重量） Ａ１２Ｏ３０．２％（重量） ＭｇＯ３．２％（重量） Ｋ２Ｏ０．７％（重量） Ｂ２Ｏ３３．３％（重量） １３．１００μｍを超えるサイズの非繊維化粒子の含有量が１０重量パーセント 未満であり、以下に示す組成（重量パーセント）と同様の組成の材料で造られた ミネラルウールマット。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ １４．１００μｍを超えるサイズの非繊維化粒子の含有量が１０重量パーセント 未満であり、以下に示す組成（重量パーセント）と同様の組成の材料で造られた ミネラルウールマ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ １５．繊維の微細性が６／５ｇよりも低いミクロネア（Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ） 値が６未満である請求項１０乃至１４のいずれか１項のミネラルウールマット。 １６．１００μｍを超えるサイズの非繊維化粒子の含有量が１０重量パーセント 未満である請求項１２乃至１５のいずれか１項のミネラルウールマット。 １７．その周壁に複数の小径のオリフィスを有するスピナーを有し、溶融鉱物材 料が前記オリフィスを通って遠心分離されて、場合により前記スピナーの周壁に 沿って流されかつ前記スピナーに対して同心円状に配置された環状外部バーナー によって発生されるガス流による補助的に細くする効果を受けることができるフ ィラメントを形成する、内部遠心による繊維化のための装置であって、繊維化を 行っている間に、前記スピナー（１′；３１）の内部加熱装置（２５；４０）が 操作されることを特徴とする繊維化のための装置。 １８．前記内部加熱装置（２５）は、発散する環状バーナーである請求項１７の 装置。 １９．前記発散する内部環状バーナーのフレームは、前記スピナー（１′）のチ ューリップ状のスカート（２０）の内表面に位置されたフレーム保持手段（２７ ）によって、前記スピナー（１′）の周壁の内表面近傍に保持される請求項１８ の装置。 ２０．その周壁に複数の小径のオリフィスを有するスピナーを有し、溶融鉱物材 料が前記オリフィスを通って遠心分離されて、場合により前記スピナーの周壁に 沿って流され、かつ前記スピナーに対して同心円状に配置された環状外部バーナ ーによって発生されるガス流による補助的に細くする効果を受けることができる フィラメントを形成する、内部遠心による繊維化のための装置であって、前記環 状外部バーナー（１３；３７）は、前記スピナー（１′）の周壁（１９）の上方 で距離（ｈ′）に位置され、その距離は１５から２０ｍｍである繊維化のための 装置。 ２１．前記環状外部バーナー（１３；３７）は、直径が前記スピナーの周壁（１ ９；４２）の上側の直径よりも小さい放出チャネル壁（１４）を有している請求 項２０の装置。 ２２．前記環状外部バーナー（１３）は、熱ガスの激しい放出流の限界を定める 傾いた壁（１６，１７）によって延長される熱ガス流のための放出チャネル壁を 有する請求項２０の装置。 ２３．前記スピナー（１′）の支持シャフト（２２）に沿つた熱ガスの逆流は、 シール突起（２１）又は回転シールによって防止される請求項２２の装置。 ２４．前記スピナー（１′）の支持シャフト（２２）に沿った熱ガスの逆流は、 前記支持シャフト（２２）の自由端に形成される流体シールによって防止される 請求項２２の装置。 ２５．前記スピナー（１′；３１）は、環状の誘導ヒーター（７；３８）によっ てさらに加熱される請求項１７乃至２４のいずれか１項の装置。 ２６．前記溶融鉱物材料は分配手段（分配カップ２７）に案内され、その底壁は 耐熱絶縁材料、特にセラミック材料又は耐熱コンクリートを基本とする材料の板 （２８）で保護されている請求項１７乃至２５のいずれか１項の装置。 ２７．前記スピナー（１′，３１）のオリフィスの直径は０．１５ｍｍ乃至０． ４ｍｍである請求項１７乃至２６の装置。 ２８．前記スピナーは酸化物分散強化（ＯＤＳ）合金からなる請求項１７乃至２ ７のいずれか１項の装置。 ２９．前記スピナーは以下の主成分を有するオーステナイト合金からなる請求項 ２８の装置。 Ｃｒ１５〜３５％（重量） Ｃ０〜１％（重量） Ａｌ０〜２％（重量） Ｔｉ０〜３％（重量） Ｆｅ２％未満（重量） Ｙ２Ｏ３０．２〜１％（重量） Ｎｉ残部 ３０．前記スピナーは以下の主成分を有する鉄合金からなる請求項２８の装置。 Ｃｒ１３〜３０％（重量） Ａｌ２〜７％（重量） Ｔｉ１％未満（重量） Ｙ２Ｏ３０．２〜１％（重量） Ｆｅ残部 ３１．前記スピナーはセラミック材料からなる請求項１７乃至２８のいずれか１ 項の装置。 ３２．前記スピナーは窒化珪素型のセラミック材料からなる請求項３１の装置。 ３３．前記スピナーはＳｉＣ−ＳｉＣ型、又はＳｉＣ−Ｃ型のセラミック材料か らなる請求項３１の装置。