JPH07503696A - ミネラルウールの製造方法及びこれによって製造されるミネラルウール - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の名称〕 ミネラルウールの製造方法及びこれによって製造されるミネラルウール 〔技術分野〕 本発明は、高融点もしくは高液相線温度を有する熱可塑性鉱物材料からなるミネ ラルウールを製造するための方法、特に融解した鉱物材料をいわゆる内部遠心（ ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｅｎ−ｔｒｉｆｕｇｉｎｇ）することを具備した繊維化工 程を使用する方法に関する。

〔背景技術〕 問題の熱可塑性材料は、より正確には、玄武岩を含んだ材料、即ち天然もしくは 手を加えられた玄武岩、又は鉄鋼産業の副産物、特に溶鉱炉スラグ（鉱滓）であ る。一般に、本発明は、ミネラルウール、即ち、特に熱及び防音断熱材の分野で 広く使用されているいわゆる岩綿の製造に適用される。

一方、これらが低コストであるため、また一方で、これらの性質、特にこれらの 高温に対する良好な耐性のために、これらの利料が選択される。しかし、これら の製造は、特異的な問題を引き起こす。これらの問題は、特にこれらの材料が加 工される条件から生じる。

これらの高融点はそれ自信で困難さになる。融点は、原料が加熱され、融解が保 証されなければならない温度である。

更に生産を考慮する場合には、この温度は、材料が繊維化装置を通って流れるよ うに保たなければならない温度以上の温度である。

ガラスウールの生産に主として使用されるガラスからこれらの材料を区別する他 の特性は、概してこれらの液相線温度の極めて近接したところの温度で、これら が非常に流動的であるということである。

また、高い温度が要求されるので、繊維化されうる材料に接触する装置が、非常 に激しい腐食を受ける。これらの操作上の寿命は、従来のガラスでさえも問題と なっていた。この問題は、高い液相線材料ではより一層重要になる。

従来、上述の困難さは、ある繊維化技術のみが問題の材料で適用されることを意 味していた。基本的には２つの技術がある。これは、融解した鉱物材料の遠心若 しくは振り落しを使用するもの、及び該材料が、固定したノズルを通して供給さ れ、ガスの流れ（時には超音速に加速される）によって繊維状に細められる（プ ラストドローイング法（ｂｌａｓｔｄｒａｗｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ）　）　もの である〇固定されたノズルを適用する技術に対しては、融解した鉱物材料の攻撃 に耐えうるノズルを使用する必要がある。従来では、これらは、このような高温 でさえもこのような攻撃に耐えうる白金ノズルである。しかし、このようなノズ ルの生産容量は制限されている。加えて、このような紡糸ガスの流れ（ａｔｔｅ ｎｕａｔｉｎｇ　ｇａｓ　ｆｌｏｗ）の使用は、非常に高いエネルギーコストを 生じる。

遠心若しくは振り落としを使用する技術は、単位当たりかなりの生産量になる。

これらは、融解した鉱物材料が、スピナーの外側に留まるということを示すため に「外部遠心」という一般的な用語でまとめられる技術である。融解した鉱物材 料は、ディスクの前面若しくはシリンダーのローターの周囲の面か又はそれらの 複数に接触される。これらの技術の有利な点は、融解した鉱物材料が接触して導 入される装置の部品が簡単なことである。この相対的な簡単さに関して、問題の 部品、特にスピナーリム（ｓｐｉｎｎｅｒ　ｒｉｍｓ）は相対的に安価であり、 従って相対的に短期間で交換されうる。全生産コストに対するこのような材料の コストの比率は、相対的に低いままである。従って、これらの装置の部品が、融 解した鉱物材料と接触して激しく消耗されるという事実は、障害とはならない。

外部遠心によって生産されるミネラルウールの不利な点の主なものは、最終生成 物の性質が、いわゆる「内部遠心」によって主に製造されるガラスウールの性質 に劣るという事実である。

外部遠心では、材料はスピニングホイール上に流され、非常に多数の飛沫として 該材料を飛び出させる。一旦、材料が飛び出すと、繊維が、スピナーの表面と飛 沫（この飛沫の後で繊維が引き出される）との間で繊維が形成される。このよう な繊維化のメカニズムでは、振り落とされた材料のかなりの部分が繊維化されな い粒子の形態で残っていることは明かである。１００μｍを越える粒子サイズの 割合は、この加工で充填された材料の４０重量パーセント程度の高さになる。

繊維化されない粒子を分離するために幾つかの方法が利用されるが、最終のミネ ラルウールでは、ひいき目にみても役に立たず、しかも特別な応用に非常に有害 なこのような粒子を完全に取り除けない。

しず＜　（ｄｒｏｐ）の形成が、外部遠心の避けがたい結果であるばかりでなく 、問題の材料の流動学的な性質にも依存することが指摘されるべきである。本発 明に従って加工される材料は、一般に液相線温度をわずかに超えるだけの温度で さえも比較的低い粘度を有している。比較的流動的である融解した鉱物材料は、 このフィラメントが、壊れ、しずく若しくはビーズを形成する傾向を有するので 、繊維化されにくい。

ある意味では、外部遠心の技術はこの傾向に頼っているが、この不利益は除去さ れていない。

〔発明の開示〕

本発明の１つの必須の目的は、上昇された液相線温度及び低粘度の材料、例えば 液相線温度で５，０００ボイス以下の粘度、殆どは、液相線温度で３，０００よ りも低いか若しくは１，０００ボイズの粘度さえ有するものからミネラルウール を製造するための方法を提供することである。このような条件では、繊維化され ない粒子を殆ど含まないミネラルウールが得られる。同時に、経済的要求に従い 、これによって現在まで使用されている技術をこの技術で置き換えさせるために は、本発明の技術は、使用する装置の寿命が十分長いことを保証しなければなら ない。

本発明によって、上昇する液相線温度、特に１，２００℃上の液相線を有するこ のような材料でできたミネラルウールを、融解した鉱物材料をスピナーの外周壁 に大多数の小直径のオリフィスを用いて振り落とすことによって製造することが 可能であることが示される。ここで、融解した鉱物材料は、すべての結晶の核が 破壊された後、スピナー中に流し込まれ、更に操作を進行する間のスピナーの温 度を、温度の低限が不十分に冷却した状態で該材料が結晶化する温度として定義 され、温度の上限が、融解した鉱物の粘度が１００ポイズである温度によって定 義されるような温度範囲に保れる。

先の説明で、「操作を進行する間」という後は、過渡期、開始時期、若しくは終 了時に対抗する用語、又はより一般的には、融解した鉱物材料の流速が一定にな らないいずれの期間であると解されるべきである。スピナーの温度によって表わ されるのは、繊維化の間に融解した鉱物材料と接触しうる任意の位置、特にその 全高さに渡る外周壁、及び補強壁若しくは補強壁の上下の位置での温度である。

スピナーの底壁、即ち他の用途に加えて、底壁の機能を提供するバスケット又は カップのように形作られる分配手段に関して、下限のみが考慮されなければなら ない。これは、非常に低い粘度が、適切にスピナーで達成される前に、該材料の 冷却によって補償されるならば、非常に低い粘度が受け入れられうるからである 。スピナーの内側、特にオリフィスからの放射の位置での材料の温度が、スピナ ーの温度と同じであることが理解される。従って、スピナーの温度は、特に、オ リフィスの閉塞する問題、特に材料が不透明化される場合に関連したこの温度で ある。

上記の説明は、融解した鉱物材料の特徴を決定する２つの更なる温度にも関連す る。これは、液相線温度、及び過冷却状態での結晶化温度である。液相線温度は 熱平衡の値であり、平衡で結晶が検出されない最低の温度に対応する。この温度 を決定するために、砕いた材料のサンプルを、平衡状態を生じるのに十分な時間 間隔（例えば、経験的な条件下で１６時間）で測定温度に加熱する。次いで、サ ンプルをオーブンから取り出し、環境温度まで急冷し、細片の形態にすりつぶし 、顕微鏡で検査する。このときの液相線温度は、結晶が検出され得ない上部温度 範囲と、結晶の存在が記される下部温度範囲の間の閾値温度に対応する。「液相 線温度」という語は、単独で最初の結晶種の発生が観測される最も高い温度をい う。

より特徴的には、液相線の値が、各々の結晶種の発生に対して（少なくとも主要 な種に対して）本発明の範囲に関連する上昇する温度で測定されうる。

過冷却状態での結晶化温度は、その一部に関して、実際の熱平衡に対応していな いが、繊維化の間に出会う条件に相対的に近い条件で測定されるパラメーターを 規定する。この理由で、これは特に重要である。

過冷却状態での結晶化温度は、冷却される材料が、すべての結晶化核がない冷却 段階のはじめから存在する場合に起こることによって特徴づけられるものである 。このような条件下では、殆どの場合、結晶が液相線温度よりも低い温度で形成 されることが観測される。

結晶化のすべての核を全体的に除去したこのような材料を得るためには、融解し た材料を十分長い期間高温にする必要がある。処理のための最小時間は、この処 理を行うために選択した温度に依存する。実際の条件で、この温度は、材料が迅 速に結晶化するようなより低温で形成されるすべての結晶を不動態化処理温度（ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｅｍｅｎｔ　ｔｅｍｐｅ−ｒａｔｕｒｅ） で再溶解するために必要な程度に長くなければならない。処理温度が高くなれば なるほど必要な処理時間は短くなる。繊維化が、融解の後すぐに行われるならば 、融解温度は、すべての結晶化核を分解するために十分上昇されなければならず 、これは、問題の岩石材料が、相対的に暗色化するためであり、黒体の挙動とは 実際に異なっていない挙動として、融解のための過熱が必要である。さもなけれ ば、特に繊維化がカレット（ｃｕｌｌｅｔｓ）から始められる場合、又は融解が 非常に迅速に行われる場合（例えば、誘導過熱（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔ ｉｎｇ）によって）には、外部処理が必要になりうる。このような場合、該材料 は、これを”ＳＤ湯温度上部不透明化温度）、即ち３０分以内であらかじめ形成 された結晶の完全な溶解に対応する温度にすることによって３０分の最小期間で 処理しうる。

過冷却状態での結晶化温度は、発生しうるはじめの核をすべて破壊する範囲に熱 平衡値を限定しない。短期間の処理の間に、過冷却状態での結晶化温度は、この 温度で該材料の処理時間が広がる範囲にまで徐々に増加される。より長い処理時 間、典型的には２時間より長い時間に対しては、過冷却温度は安定化され、もは や、１６から６５時間での測定で実験的に与えられる処理時間に依存しない。液 相線温度での場合のように、区別は結晶種に従ってなされるので、「過冷却温度 」という語は、単に、最も高い温度を用いた該種の「安定化された」過冷却温度 を表す。

過冷却状態での結晶化の温度は、液相線値とは非常に異なっており、明確にこれ らよりも低い。ある材料に対しては１００℃の相違が存在する。特に、液相線温 度と、過冷却状態での結晶化温度との間で温度が操作される場合に、これは特に 顕著な要因となり、スピナーの内側で固化せず、また長期間の工業的条件でさえ もスピナーオリフィスの詰まりが起こらない。

同様の現象が、シリカ及びアルカリ含量が高いことによって特徴づけられ、しか も更にその結晶化速度がよく測定されうる従来のガラス質複合材料で報告されて いる。しかし、本発明の材料では、この現象は、広く予期せずに現れる。これは 、ここで考慮される殆どの材料が、非常に早く結晶し、これらの結晶化速度のい ずれの測定をも実際に妨げているということが知られていることによる。これは 内部遠心による繊維化工程の場合により重要な問題である。それは、スピナーの 内部での融解した鉱物材料の平均一時滞留時間が非常に短い場合でさえも、この 滞留時間がスピナーの範囲内のある場所で長くなるということを排除し得ないこ とが考慮されなければならないからである。このことは、特に工業的な操作を進 行する条件下で真実である。

本発明のより一般的な要点に戻るために、下限として正確に過冷却状態での結晶 化温度の選択は、最初の結果として、液相線温度以下の温度で操作される可能性 を示す。我々は、本発明の範囲で使用される融解した鉱物材料の液相線温度は、 一般に１，２００℃以上であることを示した。しかし、スピナーの永久操作の間 では、この温度制限は、絶縁ガラスウール工業で従来から使用されている合金に 対してはｌ、０００〜１，１００℃のオーダーにあり、０ＤＳ（酸化物分散強化 性（Ｏｘｉｄｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ）の短縮形 ）と一般にいわれる合金金属、若しくはセラミック材料では、１゜２００〜１， ４００℃である。このような液相線値は、このような操作上の制限温度の非常に 近辺にあり、特にスピナーの操作寿命の観点からの低温での操作可能性、及び熱 に相対的に抵抗性が低いが、機械的な抵抗特性がよりよいスピナー合金を選択す る可能性から誘導される有利さをすべて理解することは容易である。

更に、与えられた材料を内部遠心によって繊維化する可能性は、スピナーの特性 、並びに、特に材料の流動学的な特性によってもっばら制限されることは先に示 しである。必要なことは、材料を繊維化するために、該材料がスピナーの内側で 結晶化しないこと、及び該材料が繊維に細められる粘度を有することが非常に必 要とされる。ｓｏ、ｏｏｏポイズ以上で、粘度は、少なくとも工業的な条件下で は、繊維の紡糸（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）に対して実際に越えられない障壁に なることが一般に知られている。しかし、実際に、これらの液相線温度で５，０ ００、又は１，０００／２，０００ボイズさえよりも低い粘度を有する、本発明 の範囲で考慮される材料では、このような非常に低い粘度の材料が、非常に急速 に不確定な粘度の値になる変化するので、ｇｏ、ｏｏｏボイズというこの価は、 実際には使用することができない。このような場合に、粘度の上限は、材料の粘 度μが、まだ、いわゆるＶｏｇｅ　ｌ−Ｆｕｋｃｈｅｒ−Ｔａｍｍａｎｎ式に従 って挙動する最低の温度に対応するものである。

ここでＴは、℃での温度を表しす。また、Ａ、Ｂ及びＣは問題の材料に典型的な 定数であるり、この材料の□およびＴの測定の３つの組から本質的に公知の方法 で計算される。

殆どの場合、考慮されるこの限界は、実際に３，５００、又は３，０００ボイズ （即ち３．４７と３．５４の間の１ｇμの値である：この理由としては、１ｇμ ＝３．５に対応する温度が以下で与えられるからである）のオーダーである。

これ、即ち３，０００／３５００ボイズを越えるのもを除いて、粘度は材料の、 スピナーのオリフィスの通過を悪化させる。

一方、該材料は、繊維への紡糸の瞬間で非常に流動的であってはならない。ｌＯ Ｏポイズ（Ｉｇμ＝２）の値以下、また経験的には２００〜３２０／３５０ボイ ズ（Ｉｇμ＝２゜３から１ｇμ＝２．５）でさえもしばしば、融解鉱物材料は、 ビーズの形態で内部に生成物を与えるしずくを形成する。本発明の実際の操作で は、１００ポイズのオーダーの粘度に対して、１０％（ｗｔ、）よりも低いビー ズの割合が観測され、３２０／３５０ボイズを越える粘度に対しては、５％（Ｗ ｌ、）よりも低いビーズの割合が観測される。１００ボイズのこの制限が、相対 的に高く本発明の特徴であることが指摘されなければならない。外部遠心では、 該材料は、数十ポイズ程度の低さの粘度で操作され、上述のように非常に重要な 量のビーズを形成する。岩石タイプの多数の材料が、これらの液相線温度で１０ ０／３２０　（３５０）ポイズのこの限界値以下の粘度を与える。従って、通常 通り繊維化のための最小温度としての液相線温度をセットするならば、これらは 繊維化され得ない。本発明は、非常に低温での操作を可能にしており、これによ って、良い粘度を有する範囲で操作されうる。

しずくに分散され、ｌ　００／３２０　（３５０）ポイズの限界を生じさせる材 料の前記問題は、該材料がスピナーのオリフィスを通過する時の瞬間だけでなく 、スピナーの外側で起こる繊維へのその引き延ばしの全継続時間でもあてはまる 。

また、スピナーが、内側で、材料の粘度を過度に低くする、過度に熱い環境にな いことに注意しなければならない。

また、本発明の主要な課題は、内部遠心法による繊維化に適した組成物である。

本発明の特徴を満足する組成物は、１゜２００℃以上の液相線温度を有し、液相 線温度で、５，０００ポイズ以下、若しくは３，０００ポイズ及び２．０００ボ イズ以下もの粘度を有し、更に１００ボイズの粘度に対応する温度と過冷却状態 での結晶化温度の間に少なくとも５０℃の差がある組成物である。この少なくと も５０℃の安全限界は、スピナーの平衡温度の避けられない変化を補償する。特 に好ましいのは、約３２０ボイズの粘度をに対応する温度と、過冷却状態での結 晶化温度の間に少なくとも５０℃の差を有する組成物である。更に、好ましくは 、スピナーの材料の温度耐性の問題のために、操作範囲が相対的に低レベル、例 えば１，３５０℃よりも低いレベル、好ましくは１，３００℃よりさえも低いレ ベルで規定される組成物である。これによって規定される組成物は、典型的には 、いわゆる１種、若しくは、場合によっては幾つかの天然材料で、添加物を含ま ないか又は少なくとも実質的に含まないもの、特にナトリウム添加物を含まない ものから得られる岩石組成物である。

これらの制限値の間で、スピナーの平衡温度を保持するために、すでに融解され た鉱物材料が、かなりの熱源になるとしてもスピナーを加熱する必要がある。こ の目的には、種々の加熱装置を組み合わせて使用することが好ましい。

スピナーの外側では、これは、特に環状の外部バーナーであり、好ましくは内部 燃焼で、スピナーの外周壁の上部側の近傍において上昇された温度で環状のガス フローを生成するものである。好ましくは、熱ガスフローは、スピナーの外周壁 に沿って通過するような方向に向けられているばかりでなく、これが、接続バン ド（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｂａｎｄ）の一部、又はスピナーの支持シャフト（ 底のないスピナーの場合）にスピナーを固定するために使用されるフランジを有 するか、若しくは上部補強カラー（ｕｐｐｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　ｃｏ ｌｌａｒ）（スピナーの底壁を通して駆動されるスピナーの場合）を有する「チ ューリップ」接続した外周壁を覆うようにも向けられており、これらの部分も加 熱されるようになっている。

この目的のためには、追加のバーナーが使用されうる。これらの炎は、接続バン ド又は「チューリップ」に向けられている。他の解決は、スピナーに近づき、「 チューリップ」の関連部分に到達する前に、ガスフローがすでに幾分法がるよう に、外周壁の上部側からより大きな距離に外部バーナーを配置することである。

しかし、ここでは、この距離は、インピンジングツロー（ｉｍｐｉｎｇｉｎｇ　 ｆｌｏｗ）の精度が良好に保たれるように短く保持されるべきである。本発明の 第三の変形に従えば、環状外部バーナーが使用され得、その内側流路壁はスピナ ーの外形よりも小さい直径を有する。例えば、この場合、熱ガスのフレアー状の 噴出の範囲を定めるための長くのびた斜めの放出口を有するバーナーが提供され うる。

また、スピナーの外側では、好ましくは誘導ヒーターが、高振動数又は好ましく は中程度の高振動数の電流を通過するための環状のマグネットで提供される。本 質的には公知であるが、環状のマグネットは、スピナーの真下で、スピナーに対 して同心円状に配置される。これらの２種の加熱装置の組み合わせは、基本的に スピナーの熱平衡に寄与する。また、これらの加熱装置の効率は、これらがスピ ナーの近くに近接して配置されるに従い、良好になるということ、並びに、この 方法では、外部バーナーが遠心機若しくはスピナーの上部を主に加熱し、一方、 環状のマグネットが逆にスピナーの底部を主に加熱することが記述されなければ ならない。外周壁の上部を、他のすぐ近くの金属部分、特に熱ガスフローによっ て覆われている部分を何ら加熱することなく加熱することは、非常に困難である ことが見いだされているので、説明した二重の加熱システムひよって、技術的な 問題が回避される。

これらの加熱機の間の１つの更なる基本的な差は、スピナーの近傍でのガス温度 に関するこれらの影響である。誘導ヒーターは、これに関しては実際に影響がな い。従って、該ヒーターは、輻射による少量の加熱は別として、周りの環境を熱 することに寄与しない。一方、スピナーの回転移動によって吸い込まれる二次空 気及び高速の環状ガスフローも、環境への環状外部バーナーによる熱の導入を抑 制するが、環状の外部バーナーは、必然的にかなりの程度で周りの環境を加熱し なけばならない。しかし、繊維品質を最適化するためには、特に機械的な抵抗の 側面においては、繊維がスピナーから飛散された後にすぐに、過度に熱い環境に さらされることは有利ではない。これらの側面においては、環状の外部バーナー から放出されるガスの温度は制限されることが好ましい。

高い操作温度を考慮して、外部加熱装置は、スピナーの熱平衡を維持するには十 分でないであろう。この欠点は、スピナーの内側に配置された追加の加熱装置に よって改善される。

この追加の熱の導入は、好ましくは、スピナーの支持シャフトに同心円状に配置 された放散性の内部バーナー（ｄｉｖｅｒ・ｇｌｎｇ　ｉｒ＋Ｌｅｒｎａｌ　ｂ ｕｒｎｅｒ）であって、その炎が外周壁の内側に向けられているものによって達 成される。好ましくは、燃料／空気の比は、炎の屋根が内部壁のすぐ近傍に位置 するように調節される。炎を保持する手段として与えれる特定の数の隆起が、「 チューリップ」の内部壁で更に有利に提供される。放散性の内部バーナーは、熱 の入力（ｔｈｅｒｍａｌｉｎｐｕｔ）が融解した鉱物材料から誘導されない限り は、連続的な操作の進行中に３から１５％の熱の投入に寄与することが好ましい 。これは、単に重要性の低い寄与であると思われるが、この熱の入力は、驚くべ き正確さで起こり、必要な場所に正確に配置され、従って驚くほど効果的である 。

繊維化に際して使用される放散性の内部バーナーは、従来技術で公知の集中（ｃ ｅｎｔｒａｌ）内部バーナーを有利に補償する。しかし、この場合、該バーナー は、開始段階でもっばら使用され、基本的には、通常カップといわれるスピナー −若しくは底壁として働く分配手段−の底壁を、又はより一般的には、スピナー の中心部分を加熱するためのものである。

集中内部バーナーは、融解した鉱物材料の導入を行う前にカップ又は底壁を予備 加熱する。本発明に従えば、集中バーナーは、好ましくは、スピナーの支持シャ ツＩ・と放散性の集中内部バーナーの間に配置される、炎が収束するような環状 バーナーである。

開始段階には、外部加熱設備も使用されることが理解される。必要であれば、フ レームランス（ｆｌａｍｅ　１ａｎｃｅｓ）又は同様な装置さえも追加のヒータ ーとして使用しうる。融解した鉱物材料の熱の人力はまだ利用できないが、放散 性の内部バーナーももちろん重要な開始段階に使用しうる。

幾つかの場合に加工された材料は、通常内部遠心で加工されたガラスの粘度に比 べ、低い粘度を有するので、相当するオリフィスの大きさを相応するように選択 することによって各々のスピナーのオリフィスの製造容量を調節する必要がある 。従って、１日当たり、及び１，０００ボイズのオーダーの粘度を有するガラス のオリフィス化たり約１ｋｇの製造容量を維持するために、オリフィスは通常０ ．７から１．２ｍｍの直径を有する。本発明に従った材料に対しては、０．１５ ｍｍから０．７ｍｍ、特に０．１５ｍｍから０．４ｍｍのオリフィスの直径を有 するスピナーを使用することが好ましい。

本発明に従った加工を行うために使用されるスピナーは、熱耐性の合金又はセラ ミック材料を基盤にすることが好ましい。使用しうる材料は、継ぎ目のないセラ ミック材料、特にＳｉ３Ｎ４のＲＢＳＮタイプの窒化硅素（窒素雰囲気下で硅素 粉末を燃焼することによる反応で得られる反応結合性窒化硅素（Ｒｅａｃｔｉｏ ｎ　Ｂｏｎｄｅｄ　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｎ１ｔｒｉｄｅ）　）　、又はシアロン（ ＳＩＡＬＯＮ）タイプ、例えば重量パーセントで表された以下の化学組成物であ る。

一５ｉ４９．４　％　（ｗｔ、） −Ｎ３５．０　％　（ｗｔ、） ・Ｆｅ　＜２，０００　ｐｐｍ −Ｃａ　＋　Ｍｇ　＜１，０００　ｐｐｍ他の窒化硅素も等しく使用しうる。例 えば、製品は焼結することによって得られ、この製造工程は相対的に複雑な形状 を有する製品も得ることができる。また、始めからオリフィスを形成することも 可能であり、これは、ロッドを用いて、オリフィスが埋らないようにし、製品が 形成された後にこれを引き抜ことによって行われる。またこのオリフィスの直径 には、ダイヤモンドツールで最終的な仕上げをする。好ましくは、細孔のないセ ラミック材料であって、そのバルク密度が、これらの理論的な最小密度に可能な 限り近いものを用いる。これによって、容易には腐食しにくい製品を得ることが できる。この種の材料は、１，３００℃の付近の温度まで使用しうる。

本発明の範囲内で使用しうる他の種類のセラミック材料は、継ぎ目のないセラミ ックと比べて相対的に改善された強靭さと硬さを有する、セラミックマトリクラ スと繊維補強剤との複合材料である。特にここで適切なのは、シリコンカーバイ ド（ＳｉＣ１ＳｉＣ）又はカーボン（ＳｉＣ−Ｃ）で構成される繊維で補強され たシリコンカーバイドマトリクラスを有するセラミック材料、５ｉＣ−５ｉＣ又 は５ｉＣ−Ｃである。例えば、この製品は、まずガス状の前駆体（好ましくはレ ーザービームの照射によって製造されうる）を散らばらせ、このガス状前駆体は 、シリコンカーバイド繊維又は炭素繊維の多数の隣接したファブリック層の含浸 によって製造される予備形成体に、その堆積のときに、セラミック化されること によって製造される。

外周壁のオリフィスは、レーザービームの透過によって製造されることが好まし い。このようなセラミック材料は、５ｉＣ−５ｉＣに対してはｌ、２００℃、及 び５ｉＣ−Ｃに対しては１゜４００℃より高い温度において非酸化条件下で使用 されうる。

幾つかの場合には、該材料が、連続操作で１，０００〜ｌ。

２００℃の温度にされれば十分である。これらの場合、例えば、コバルトベース 及びカーバイド補強した合金、特にタングステンカーバイド、又はニッケルベー ス及びガンマライム補強合金を使用することができる。例えば、以下のタイプが 使用できる。

−Ｃｏ　残り ＣＯ１９％　（ｗｔ、） −Ｃｒ　２２．５　％　（ｗｔ、） ・Ｎｉ　残り 本発明に従った使用に適切な材料の第三の種類は、先に説明したＯＤＳ合金であ る。これらのＯＤＳ合金は２種類の大きな材料グループに分類される。これらは 、鉄合金、特にそれらの名前が示すように鉄をベースにしたもので、通常は更に クロム及びアルミニウムを含有するもの、並びにニッケルークロムをベースにし たオーステナイト合金である。

合金の選択は、操作、即ち連続操作でスピナーの温度を注意してうまく保持する ことによって行われるが、また、融解された鉱物材料によって起こるその腐食に 対する耐性及びその機械的耐性特性でも行われる。

一般的なルールとして、鉄合金は、高温でのクリープに対して最もよい耐性を示 すが、熱ショックに対するこれらの耐性は相対的に弱い。スピナーに対する熱シ ョックの主な原因は、初期段階、従ってスピナーの予備加熱であり、適切に行わ れるときには熱ショックに関するリスクは非常に低減される。一方、鉄、より正 確には酸化鉄の含量が相対的に高い（何れの割合でも３重量パーセント過剰）こ れらの鉄合金は、繊維化され得る材料と共にもっばら用いられなければならず、 さもなければ、これらの合金は非常に迅速に腐食されことが示される。

一方、ニッケルークロムベースのオーステナイト合金は、鉄に富んだ組成物と比 較して、並びに鉄の少ない組成物と比較して腐食に対して優れた耐性を示す。ま た、これらの熱ショックに対する耐性は鉄合金の耐性よりも顕著に優れている。

一方、これらの材料の使用に対する温度制限は、鉄性ＯＤＳ合金よりも顕著に低 い。それにも関わらず、以下に示されるように、この制限温度でほとんどの場合 十分であることがわかる。

ＯＤＳを形成するために合金に分散される酸化物は、好ましくは酸化イツトリウ ムである。伝統的には、該酸化物の含有量はこれらの材料中で非常に低い。これ は通常、合金の１重量パーセント以下である。

繊維化のためのスピナーに使用しうる鉄性ＯＤＳ合金、特に鉄に富んだ組成物は 、以下の主な組成を有する。

−Ｃｒ　１３から３０％　（ｗｔ、） −Ａｌ　２から７％　（ｗｔ、） −Ｔｉ　１％以下　（ｗｔ、） 好ましい合金は、以下のものよりなる。

本発明に従った方法を適用するための適切なオーステナイト合金は、例えば以下 の組成を有する。

−Ｃｒ　１５から３５　％　（ｗｔ、）・ＣＯから１　％　（ｗｔ、） ・ＡＩ　Ｏから２％　（Ｗし） −Ｔｉ　Ｏから３％　（ｗｔ、） ・Ｆｅ　２％以下　（ｗｔ、） ＯＤＳ合金の製造及びこれらの合金をベースにした製品の成形は、この分野の水 準で説明される技術に従いうる。

本発明に従って使用しうる材料は、特に天然の玄武岩であるが、その性質のある ものに影響を与える目的で、玄武岩に複合材を加えることによって、又は材料の 組合せによって得られるような組成物と同様の組成物を使用し得、これによって 、玄武岩の主特性、特にこれらの温度特性、及び特に融解が、一般に１，２００ ℃よりも低くない温度で達成されるという事実を再現させることができる。これ らは、また、いわゆる岩綿の生成に使用される溶鉱炉スラグ又は全てのこれらの 組成物のような鉱物組成物である。問題の材料にも、「ガラス質」の用語に適し た組成物が含まれる。これらの後者のものは、これらの融解温度に起因する困難 さを表すために「硬質ガラス」といわれる。

本発明の範囲内で使用しうる玄武岩及び材料は、基本的には、ガラス組成物以外 では、これらが比較的低い含量のアルカリ金属を有することによって特徴付けら れる。この含有量は、通常１０重量パーセントを越えない。はとんどは、５重量 パーセント以下のアルカリ酸化物で存在する。この低いアルカリ金属含量は、融 解が相対的に高い温度でのみ起こるという理由の一つになる。一方、アルカリ土 類金属、特にＣａＯ十ＭｇＯの含量は、ガラス組成物中よりも高く、この事実は 、本発明で使用しうる材料の液相線が高いことの説明になる。

アルカリ土類金属のこのような含量は、通常１０重量パー七ントよりも低くなら ない。アルカリ土類金属の全含有量は、３５重量パーセントになりうる。本発明 の好ましい態様では、この含有量は、８．５から２０重量パーセントの範囲であ る。

五酸化リンＰ２Ｏ５（これはガラスの硬度を決定する）を添加しうるＳｉＯ又は Ａｌｚ０３の構造の成分に関連して、本発明に従った好ましい比は、７５％より も低い。玄武岩は、通常ガラス状組成物よりもアルミニウムに富んでおり、対応 してシリカにはあまり富んでいないことに注意しなければならない。一方、上述 したように、「硬質」ガラスは、これらが、これらの温度特性に関して同じ特性 を示し、従ってこれらの生産に対して同じ条件が必要である限り、本発明の使用 の範囲内にある。

玄武岩はまた、これらの酸化鉄の含量がより高いので、ガラス組成物とはかなり 異なっている。実際の玄武岩に対しては、この酸化物の含有量は、約３％（ｗｌ 、）であり、通常は６％（ｗｔ、）過剰である。

本発明の他の目的は、高液相線温度、特に１，２００℃以上を有し、その液相線 温度で低い粘度（例えば液相線温度で５．０００以下の粘度、最も一般的には３ ，５００ボイス）を有し、１００μｍよりも大きいサイズのビーズの含有量が１ ０％（ｗｌ、）以下、好ましくは５％（ｗｌ、）以下でさえある材料から製造さ れるミネラルウールマットである。特に、本発明の目的は、上記の特性を有する マットであって、その組成物が、６７と７３重量パーセントの範囲の総合有量で 、ケイ素及びアルミニウム及び五酸化リンを、並びに９から１８重量パーセント の範囲の含有量で、融剤、ＣａＯ＋　ＭｇＯを含有したマットである。

本発明は、特に、マイクロナイアー（Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ）　Ｆ１５ｇが６％ より少なく、好ましくは２．５から４の範囲にあるマットを目的としてし）る。

本発明は、特に以下の表で規定される組成物に対応したマットを目的にしている 。これらは全て、スピナーの内側での材料の結晶化の問題がなく、スピナーの内 部での粘度（３２０／３５０から８０，０００ボイズの範囲で）の観点から、最 適条件下で繊維化され、その間ずっと１，３００℃以下の温度で操作されること によって加工されうる。該組成は、焼成の間の損失の後の重量パーセントで示さ れる。

「ミネラルウールマット」という用語は、成形、硬化等の任意の引き続きの処理 にかかわらずフェルト製繊維を含有する全てのミネラルウール生成物を規定する ことを意図している。

更に詳細には、本発明の特徴及び有利さは、図面に関連させた以下の好ましい態 様の説明から明らかである。

３図面の簡単な説明〕 図１から７は、土寄の組成物の粘度／温度図である。

図８ａは、従来から知られているガラスウールを製造するための繊維化装置を示 す図式化された縦断面図である。

図８ｂは、図８ａに対応する本発明に従った繊維化装置の実施例を表わしたもの である。

図９は、種々の結晶種が現れることに伴った問題を表したグラフである。

第一段階では、どの組成物が本発明に従って使用しうるかを決定する。この明細 書の最後にある組成物の表に、試験された組成物が示されている（組成は、焼成 の間の損失の後の重量パーセントで示されている）。粘度に関しては、ボイズで の粘度の１０を底とする対数（ｃｌｅｃｉｍａｌ　Ｉｏｇａｒｉｔｈｍ）（１ｇ 　μ）に対応する温度が与えられている。「内部遠心」によって通常繊維化され るような従来のガラス組成物を示す組成０を除いて、他の材料は全て、上昇され た液相線温度及び低い粘度を有する。

更に、図１から７に与えられている粘度／温度グラフの点は、ボイズでの粘度の １０を底とする対数でこれらの表に示されていおり、また、各々の組成物に関し ては、材料がＶＯ−ｇｅ　ｌＦｕ　ｌｃｈｅｒ−Ｔａｍｍａｎｎの法則に従った 挙動をすることが実験的に示されている温度範囲に限定されている。これらのグ ラフで、本発明の適用限界は、図の波線で示されている。

最大の適用温度はスピナー合金の耐性に依存する。ＯＤＳタイプの合金又はセラ ミックタイプのものでさえ、許容されうる操作上の寿命を得るためには、上限は １，４００℃である。

他の不都合に加えて、スピナーの操作寿命の短いことが受け入れられる場合に、 下限を表わすｌ、２００℃の値は、これが公知で通常の「内部遠心」技術によっ て達成されうる極限であるという事実を基礎にしているならば、厳格な制限では ない。

３．０００ポイズ（Ｉｇ　μ＝３．４７）以上では、要求される方法で、該材料 がオリフィスを通してもはや流れないので、組成物は、問題の技術以上にはもは や十分に加工しえない。この上限は、試験されている組成物が本発明によって予 期される温度範囲内で非常に低い粘度を有する限りは、実際に重要な限界を意味 しない。

１００ポイズという下限は、非常に重要である。先に述べたように、この粘度以 下の何れの場合でさえ、しかし、２００ポイズ（Ｉｇ　μ＝約２．３）以下又は ３２０／３５０ポイズ（Ｉｇ　μ＝約２．５）以下でさえもしばしば、オリフィ スから放散されるフィラメントをうまく繊維に引き伸することは、実際には不可 能になる。内部遠心による繊維化を妨げるこれらの低い粘度に対する適切な安全 限界を達成するために、３００から３５０ポイズの粘度で加工できるこれらの組 成物を用いて操作することが好ましい。

また、液相線温度は、観測された最初の２種の結晶種に対する液相線温度に対応 する値、Ｔ　及びＴ　、を用いてはＬＩ　Ｌ２ とんどの組成物に対して与えられている。結果が可逆的であるｎｏ、　ｌ　２の 組成物の場合を除いて、第一の温度は、スピネルの発生に対応し、第二の温度は シリケート相に対応する。

これらの液相線温度は、以下の方法に従って測定される。５グラムの砕いた材料 のサンプルを、平衡状態にしうるのに十分な時間（通常の条件で、１６時間）測 定温度で白金−金るつぼ中において加熱する。このサンプルは、次に炉から取り 出され、周囲温度に急冷され、顕微鏡で検査される。従って、液相線温度は、結 晶が見い出されない上限の温度範囲と、結晶の存在が記される下限の間との閾値 温度に対応する。

本明細書の最後の表には、時間と温度の関数として結晶溶解の曲線の個々の点が 与えられており、これは、３０分の持続時間、即ち先に説明したような温度”Ｓ Ｄに対応する。この曲線の一般的な輪郭は、図９に示されている。非常に高い温 度は非常に短い時間間隔に対応する。言い替えれば、融解の後、即ち、玄武岩様 の材料の場合に、該材料が、典型的には３０分以上で１，５００℃を超える温度 になった後、直ちに繊維状に加工されるとき、結晶化のすべての核を破壊する任 意の特異的な外部温度になる必要はない。他端で、この曲線は、無限大に等しい 溶解時間に対応する液相線温度に向かう。ＴＳＤ値は、以下の方法で測定される 。粒状材料を、サンプルが高度に結晶化される温度にする。従って、これらの試 験では、材料は、１時間で約１，１５０℃にされる。このように形成された結晶 を用いて、材料を測定温度に加熱し、次いで、このような測定温度のひとつが、 先に生成された結晶をすべて３０分以内に溶解するＴＳＤとして定義される。

従って、この値は、例えばスピナーの冷却ゾーンで生成された結晶を溶解するた めに、組成物を加熱しなければならない温度を示す。本発明の範囲で、ＴＳＤが 、３０分の時間内に結晶化核を破壊するためにサンプルを加熱しなければならな い最低１ｇ度に対応するという点において、特に”ＳＤは重要である。

過冷却温度を表わす曲線の特異的な傾向は、時間の関数として図１０に示されて いる。最も重要なことは、このゲラフカ飄過冷却温度が安定化されるとみなされ うる以上の閾値を含んでおり、２時間での過冷却温度がこの安定化温度をすでに 表わしているという事実である。過冷却による結晶化の「安定化された」温度は 、ラインＴ　とＴ　と比較５ｕｒｆｌ　５ｕｒｆ２ して更に上昇される。これらは、以下の方法で測定される。

５グラムの材料を、白金−金るつぼ中で、３０分の持続時間１．５００℃、即ち Ｔ　の１００〜２００℃高い温度にＳＤＩ する。次に炉の温度を測定温度まで下げる。このような炉の慣性又は応答時間（ ｉｎｅｒｔｉａ　ｏｒ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｌｉｍｅ）は、せいぜい１５分後に 測定温度が達成されるということである。

この温度で、２時間の一時滞留時間後に、融解材料は急冷され、顕微鏡下でサン プルの結晶の存在を観測した。組成物ｎｏ、　Ｉ　Ｏでは、スピネル相に対する 過冷却温度が測定される。

この温度は、時々理論的に不可能である液相線温度より高い。

高酸化硼素含量に関係したこの異常な値は、おそらく、ｌ。

５００℃への予備加熱の段階で試験された組成物に変更を加えたことによる。

過冷却温度と液相線温度との温度差は、本発明の初期の仮定に従えば、結晶成長 速度（実線（ｕｎｂｒｏｋｅｎ　１ｉｎｅ）で）及び凝集（点線）の曲線の傾向 が示されている図１１を参照して説明されうる。凝集に対応するグラフは、結晶 成長を表わすグラフに関して、低温側にずれている。従って、図１１の矢印で示 されるような核のすべてが破壊される高い温度（少なくとも３０分間で上部不透 明温度”ＳＤよりも高い温度）から始められる場合、最初に領域Ａを通る。この 場合、結晶成長速度は、液相点（これはゼロ結晶加速度に直接対応する）を除い てゼロではないカミここでは、結晶は、核を欠くために生じ得ない。従って、る つぼ若しくはスピナーの材料との反応、又は例えば空気で運ばれる粒子による環 境の「汚染」もなければ、結晶の不存在は、期間中安定した現象になる。過冷却 温度の値は、２．１０又は６５時間での測定に対して同じであることが実験的に 確かめられている。過冷却温度では、核が現われはじめる。しかし、凝集速度は 、過冷却温度よりも極端に低くない温度に対して相対的に低くなりうる。結果と して起こることは、結晶の遅れた発生であり、結晶の成長速度もまだ低いので、 より一層結晶成長が遅くなる。これは、材料を連続的に冷却することによって得 られる粘度曲線を用いて、なぜ過冷却状態で結晶化温度以下の温度でさえも材料 の粘度をうまく測定することができるかを説明することにつながる。冷却が続け られれば、他の結晶種との競争があるが、それらは、時々非常に速い速度ですで に形成されている最初の結晶から始まって成長する。これは、特に開始段階で、 事故によるものでなく、材料の温度を温度Ｔ、２以下に落さないために、加熱機 が全て使用されるという理由になる。

ガラス組成物と称される組成物ｎｏ、　２６を除いて、本発明に従って使用され る表中の全ての組成物が高融点、典型的にはｌ、２００℃から１，４００℃の液 相線温度を有する材料に対応する。

試験された組成物の大多数は、繊維化若しくは操作範囲外、又は少なくとも好ま しい繊維化範囲外の液相線温度（ＴＬ□）を有する。一方、結晶化温度が広い範 囲で規定されるならば（１００から３，５００ポイズの粘度）、過冷却状態で、 これらの組成物は全て、繊維化範囲に適合した結晶化温度を有する。しかし、組 成物ｎｏ、　３及び１０では、上述のようにビーズを多量に生じるのに都合がよ い３５０以下の粘度での操作が強要される。

一方、組成物ｎｏ、　８はｌ、３００℃以上の液相線で特に硬いと言わなければ ならないが、それにもかかわらず、相対的に高い粘度で繊維化するために使用さ れうる。３，２００ポイズの粘度が１，２６８℃の温度で達成され、これは、過 冷却状態での結晶化温度と比較して５０℃以上の追加の限界を与える。

少なくとも５０℃の温度間隔で操作しうる、本発明に従った好ましい組成物は、 組成物ｎｏ、　１．２．４．５．８．１３．１４．１５及び１６である。これら の好ましい組成物では、シリカ及びアルミニウム及び五酸化リンの総含量は、６ ７から７３重量パーセントの間にある。これらの組成物に対して、融剤ＣａＯ＋ ＭｇＯの量は、８．５と１８重量パーセントの間にある。

本発明の適用は、図８ａ及び８ｂによって例示される。これらは、それぞれ従来 技術と本発明に従った設備の概略的な表現を示す。

本発明に使用される装置は、内部遠心によってガラスウールを製造するために使 用される従来の装置から誘導され、特に特許明細書ＦＲ−ＢＩ−２４４３４３６ 及びＥＰ−Ｂｌ−９１３８１で詳細な説明の対象になっている。図８ａに示され ているこの従来の装置は、主にスピナーｌ、多数の放出オリフィスを有する外周 壁２からなる。外周壁２は、接続バンド４　（その形から「チューリップ」と呼 ばれている）を介してフランジ３に接続されている。図に例示されているように 、外周壁２、チューリップ４及びフランジ３は、全体として、一つの単一部品と して形成される。

フランジ３は、示された実施例において中空である支持シャフト５上に置かれ、 この空洞を通して融解した鉱物材料が供給される。

支持シャフト５−若しくはフランジ３でさえも−は、更に同心円状の分配手段６ （これは通常「カップ」または「バスケット」と呼ばれる）を支持している。分 配カップ６は、比較的大きな直径を有する相対的に少ない数のオリフィスを有す る外周壁を持っており、スピナーの底壁として働く。また、分配カップ６は、中 心に供給された融解した鉱物材料の流れを複数の小さな流れに分け、更に外周壁 ２の円周の内側に分配するような方法で、該融解した鉱物材料を分配する。

スピナー１は別種の加熱装置（これは、特にスピナー１の底部を加熱する誘導ヒ ーターである環状のマグネット７である）によって取り巻かれている。これは、 特にスピナー１の回転、及び水冷の環状外部バーナー８によって吸い込まれるか なり多量の空気によって強力に冷却される大気との接触による冷却を補償するた めのものである。外部バーナー８の流路壁の端９及び］０は、図８ａの左上の略 図によって簡略化した方法で示されているように、スピナー１から僅かな垂直距 離りに配置される。この距離は例えば、５ｍｍのオーダーである。

環状外部バーナー８は、実質的に、下方に垂直に向けられ、しかもこれによって 外周壁２に沿って通過する高温で高粘度のガスフローを生じる。ガスフローは、 一方では、加熱のため、即ち外周壁２の温度を維持するために働き、他方では、 スパン−オフされた（ｓｐｕｎ−ｏｆｆ）融解された鉱物のフィラメントを繊維 に引き延ばすのに寄与する。

図に示されているように、外部バーナー８は、好ましくは、冷空気、例えば圧縮 空気のための送風リング（ｂｌｏｗｅｒｒｉｎｇ）１１に取り巻かれている。送 風リングの主な目的は、熱ガスフローの放射状の広がりを制限することであり、 これによって、環状マグネット７と形成された繊維が接触しないようにする。

スピナー１のこれらの外部ヒーターは、その内側において、内部の環状バーナー １２によって補償されている。この環状バーナー１２は支持シャフト５の内側に 位置し、カップ６を予備加熱するために繊維化ユニットの始動段階で主に用いら れる。

図８ｂに例示されているように、本発明に従った繊維化装置は、同じ構成をして おり、違いは、以下に議論されることのみである。

最も直接的な違いは、流路壁１４及び１５を有する環状外部バーナー（１３で示 されている）の位置に関係している。

この流路壁の端は、１９で示される外周壁の上方ｈ′の距離に位置し、この距離 は、図８ａに従った距離りより実質的に長い。例えば距離ｈ′は１５から３０ｍ ｍ、特に２０から２５ｍｍの範囲が好ましい。またこのような距離は、まだガス フローの高い流れ精度が可能である。更に、内側の流路壁１４は、外周壁１９の 頂部側の直径よりも明らかに短い直径を有いている。放出のときにガスフローを 導くために、外部バーナー１３の放出オリフィスは、２つの斜面１６及び１７に よってお互いに対して直角に制限されており、これによって、例えば、外側に約 ４５°傾けられる。外部バーナー１３からの熱ガスが放射状に広がる問題を制限 するために、外側の傾斜面１７を内側の傾斜面のわずかに約半分の長さにし、末 端を本質的に垂直な壁１８にする。傾斜面１６と壁１８は、スピナーの上方で、 従来の外部バーナー８の流路壁９及び１０の垂直距離ｈ　（図８ａ）に実質的に 対応する高さにその末端が来る。

外部バーナー１３のこのような配置では、スピナー１′の外周壁１９のみならず 、２０で示されるチューリップも加熱される。しかし、ガスフローは、チューリ ップ２０に沿って上昇し、１′で表わされるスピナーの支持シャフト　（２２で 示される）を加熱するべきではない。これを防止するために、環状の突出部２１ 又は異なった回転式の密封要素が、ここに提供され得、例えば、チューリップ２ ０の高さの半分に配置される。この位置は、環状ガスフローによって加熱される チューリップ２０の長さを決定する。支持シャフト２２と外周壁２３の間の間隔 を与圧することも可能である。この目的のために、例えば、冷空気を支持シャフ ト２２の頂部側で導入しうる。この導入は、より特異的には、主に流体バリアー が、これによって得られ、チューリップで方向づけられる冷空気の流れにはなら ないように、回転軸に対して垂直の方向であることが好ましい。　図８ａと図８ ｂと比較すると、中心の内側のバーナー（これは２６で示されている）を同心円 状に囲む位置にあり、通常ではカップ（これは２７で示されている）を加熱する ように働く第２の内部バーナー２５が提供されているというもう一つの基本的な 違いが示される。第二の内部バーナー２５は、放散性の炎を有する環状バーナー であり、この炎は外周壁１９とチューリップ２０の内面に向けられている。炎の 配置は、好ましくは、炎の保持手段として働くチューリップ２０の内側の突起部 ２９によって最適化される。

図８ｂの実施例の場合、カップ２７は相対的に厚い底壁２８を有する。この底壁 は、融解した鉱物材料による迅速な腐食を防ぐために、例えば、セラミックプレ ート又は熱耐性のコンクリートで形成される。加えて厚い底壁２８は、断熱材と して働き、これによって、スピナー１”の回転によって導入若しくは吸入される ガス若しくは空気のフローに起因する底壁の内側の冷却を防止する。

最後に、スピナーの内側の融解した鉱物材料の一時滞留時間をできるだけ短くす るために、スピナーの形をいくぶん変更するることか好ましいことが記されうる 。この変更は、基本的には一バーホレーションの全高さを同じにて一停滞領域の 発生を防止するために、スピナーの底の近くにオリフィスの最後の列を確保する ような方法で外周壁の全高さを減少することである。

試験は、以下の表にまとめられている操作条件において装置と変更の特徴を用い て、組成物ｎｏ、２に対応する繊維化されうる材料で行われた。これらの試験は 、２００ｍｍの直径のスピナーと６．５ｍｍの流路壁の距離を有する外部バーナ ーで行われた。融解した鉱物材料は、１５０個のオリフィスによって穴が開けら れている外周壁を有する７０ｍｍのバスケット若しくはカップ上に流れる。放散 性の内部バーナー１Ｂの流量範囲は、１時間あたりの規格化された立法メートル で表わされる。収束性の内部バーナーは予備加熱の間を除いて使用されない。

高温及び低温の点は外周壁で記録された両極の温度に対応する。

融解した鉱物材料、又は「ガラス」の温度は、カップの底から約２メートルで炉 の出口の位置にある予め正確に較正された熱電対で測定される。一方、スピナー 及び外部バーナーのガスフローに対して与えられる温度は、黒体に対して較正さ れた線条消失形光高温計（ｄｉｓａｐｐｅａｒｉｎｇ　ｆｉｌａｍｅｎｔｏｐｔ ｉｃａｌ　ｐｙｒｏｍｅｔｅｒ）によって測定される。ガス状の流れによる多重 の乱流によって、測定値は、厳密に正確にはなり得ない。一方、この測定値は、 異なった試験間を比較することによって、相対的な値として、確実に適切になる 。

一方、利用可能な全ての加熱手段（第一の試験では放散性の内部バーナー以外） によって予備加熱されたスピナーとカップを用いると、記録された値が、導入の 少なくとも１５分後に測定された平衡での値に対応するということを心に留めて おかなければならない。

これらの試験使用されるスピナーは、オーステナイ）・タイプのニッケルベース のＯＤＳ合金でできており、３０％のクロム、１，３８０℃の融点、１，１５０ ℃で１３０ＭＰａ５１　。

１５０℃及び１，２５０℃で１，０００時間後、それぞれ７０又は５５ＭＰａに 等しいクリープ耐性、及び１，２５０℃で５％の延性を有する。

鉄合金の場合、ＯＤＳ合金は、２０％のクロムと５．５％のアルミニウムを含有 する鉄ベースで構成される。その融点は１，４８０℃であり、この引裂耐性は１ １５０℃で１１０ＭＰａであり、１，０００時間後のそのクリープ耐性は１．　 １５０℃及びｌ、２５０℃、ｌ、０００時間後で、それぞれ７０又は５５ＭＰａ に等しく、ｌ、２５０℃で３％の延性を有する。

生成された繊維の品質に関して、Ｆ１５ｇの値は、マイクロナイアー（Ｍｉｃｒ ｏｎａｉｒｅ）に対応する。マイクロナイアーは、繊維の細さを特徴づけるため の基準方法であり、ミネラルウールの製造者によって一般に使用されている。詳 細には、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）５３９４１　ｒマイクロナイアー読本（”Ｂ ｅｓｔｉｍｍｕｎｇ　ｄｃｓ　Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ”（Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ 　ｒｅａ−ｄｉｎｇ）　）　Ｊ及び標準ＡＳＴＭ　Ｄ　１４４８ｒコツトン繊維 のマイクロナイアー読本（Ｍｉｃｒｏｎｉｒｅ　ｒｅａｄｉｎｇ　ｏｆｃｏｔｔ ｏｎ　ｆｉｂｅｒ）　Ｊの参照文献がある。例えば、主な特徴が、熱耐性（４０ ｋｇ／ｍ３以下の密度を有するロール状生成物）であるガラスウールのいわゆる 光遮断性生成物は、しばしば、マイクロナイアー３を有するミネラルウールを基 にしている。

ところが、かなりの機械的耐性が望まれるより密な（ｈｅａｖｉｅｒ）生成物は マイクロナイアー４を有する繊維を基にしている。

非常に高；是のガラス及びスピナー、特に図８ａ中のように構成された環状外部 バーナーによって加熱されたものは、ビーズの含量が低い良い品質のミネラルウ ールな生成しうるが、スピナーの寿命は非常に短い。わずか３０分後に、繊維化 が停止した。これは、はとんどのオリフィスが詰まったためである。そのうえ、 分析の間に、スピナーがところどころ融解していたことが見い出された。従って 、この温度条件は、過度に高温（非常に高いガラス温度）であると同時に、過度 に低温（わずか１，２００℃のスピナー）である。

他の注目すべき点は、開始時点でのスピナーの温度である。

実際に、試験１の構成では、スピナーの予備加熱は、外部加熱装置及び収束性の 内部バーナーによって達成される。これらの条件下で、最も高温な点は、９５０ ℃よりも低い温度であり、９００℃以下の低い点が更に観測され、このような点 では、供給の開始が、かなりの熱ショックを引き起こし、閉塞の危険性が実際に 具体化される。

この理由で、予備加熱の間、及び引き続きの試験で繊維化する間に、放散性の内 部バーナーを使用する。これらの条件下では、約２００℃にスピナーの外周壁の 温度を上昇することができ、これによって、これをほぼ１，１５０℃にできる。

このように一旦供給が開始されると、材料の温度はスピネル相（１，２５０℃） に対する過冷却状態で、結晶化温度より高くなる。

さもなければ、引き続きの試験は、本発明に従った外部バーナーを用いて行われ る。表から明らかなように、この構成は、ガラスの温度を同時に下げるが、実質 的にスピナーの穴の開いた壁の温度を上昇しうる。２種類の使用された合金は、 十分な結果を与えた。この結果のあるものは、最小の熱耐性のオーステナイト合 金に対して比較的予想していなかった。

このような配置の効果は、直接的である。スピナーの寿命は試験２で１３時間３ ０分間であり、小さいほうのガラス温度を有するが、加熱装置のより大きな作用 のある試験３で２６時間持続した。

もつとも良い結果は、１，２６０〜１，２７０℃の近くのスピナ一温度で達成さ れた（この組成物に対しては、粘度は、１．３００から３．．２１６℃で３５０ 〜１，０００ボイズにあり、結果として、これはうまく繊維化の範囲内にある） 。

この温度は有為に液相線温度（１，２９０℃）以下であるが、過冷却状態での上 部結晶化温度よりも実際に高い。

試験３及び４は制限された温度で行われ、点はＴｓｕｒｆ　１の値以下で測定さ れた。これは、シリケート相の過冷却状態においてうまく結晶化温度以上のまま であるが、厳しい条件で、２０時間を超える期間でさえも繊維化が可能であるこ とを示すことを目的としている。測定精度の不確定であるので、解釈に際して幾 つかの注意が必要であることに留意しなければならない。

スピナーの寿命は、スピナーのオリフィスの直径が小さくなると長くなる。従っ て、試験４と試験５との間では、スピナーの寿命は、２３時間から５０時間以上 まで２倍以上になる（繊維化は故意に中断された）。本発明に従った好ましい直 径は、０．１ｍｍよりも大きいままであるが、０．４ｍｍよりも小さい。

最も良い結果は、異なった源の熱の入力のバランスをとることによって、特に内 部バーナー、及び同様に、環状マグネットに供給される大量のパワーのためのガ スの比較的高い流速（しかし、いかなる方法でも、外部バーナーのための流速の １０分の１でしかない）で処理することによって達成されるということにも留意 すべきである。

本発明の原理の使用は、同じ出願会社又は譲受人によってそれぞれ同日に提出さ れた同列の特許出願［ミネラルウールの製造のための方法と装置、及びそれらに よって製造されるミネラルウール（ＭｅＬｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ 　ｆｏｒ　ｔｈｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｗｏｏｌ、ａ ｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　ＷｏｏｌＴｈｅｒｅｂｙ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ）　Ｊの主 題と関連して、これらの全内容がこれとともに、参照文献として本明細書の一部 をなす場合Ｌ−５５じ右筆１１である− 特表平７−５０３６９６　Ｃ１Ｂ＞ ０・５　ｔ［ｈｌ ■ 手　続　補　正　堂 口 平成６年９月２′Ｌ日

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．上昇された液相線温度、特に１，２００℃以上で高度に流動的であり、液相 線温度で５，０００ポイズ以下の粘度を有する材料のミネラルウールを製造する ための方法であり、結晶化の全ての核を破壊した後、融解された鉱物材料をスピ ナーに供給し、その外周壁は非常に多数の小直径のオリフィスを具備し、これを 通して前記融解した鉱物材料を遠心し、フィラメントを形成し、所定の場合には 、このフィラメントに、前記スピナーの前記外周壁に沿って流れ、同心円状の環 状の外側から作用するバーナーによって生成される好ましくは熱ガスフローの追 加の紡糸処理（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌｌｙａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ　ｅｆｆ ｅｃｔ）を受けさせ、進行中の操作のスピナーの温度を、融解した鉱物材料の粘 度が１００ポイズである温度より低いか、又はこれに等しい温度であり、繊維化 されうる前記材料の過冷却状態での結晶化温度よりも高い平衡値に保つ方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法であって、スピナーに供給される前に、該材 料を、すでに形成されている任意の核の結晶化を抑制するように該材料の不透明 化の上部温度（ＴＳＤ）よりも高いか、又はこれと等しい温度にする方法。
3. ３．請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法であって、繊維化されうる前記材 料の過冷却状態での結晶化温度が、不十分に冷却された状態での「安定化された 」結晶化の温度に等しくなるように選択される方法。
4. ４．請求の範囲第１項から第３項の何れか一つに記載の方法であって、スピナー へのエネルギーの入力が、繊維化に際して操作される内部加熱装置によって部分 的に達成される方法。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の方法であって、前記内部加熱装置が、放散性の内 部環状バーナーによって主に構成される方法。
6. ６．請求の範囲第５項に記載の方法であって、前記放散性の内部バーナーの炎が 、スピナーの外周壁の内側のすぐ隣りに生成される方法。
7. ７．請求の範囲第５項又は第６項に記載の方法であって、前記放散性の内部バー ナーの炎が、前記スピナーのチューリップ型のスカートの内側表面で提供される 炎保持手段によって、前記スピナーの前記スピナー外周壁の内側表面に隣接して 保持される方法。
8. ８．請求の範囲第１項から第７項の何れか１項に記載の方法であって、該環状外 部バーナーが、前記スピナー外周壁の上部側から１５から２０ｍｍのオーダーの 距離で提供される方法。
9. ９．請求の範囲第１項から第８項の何れか１項に記載の方法であって、前記環状 外部バーナーが、前記スピナーの前記外周壁の上部側の直径よりも小さい直径を 有する熱ガスの放出のための内側及び好ましくは外側の放出流路壁をも具備する 方法。
10. １０．請求の範囲第１項から第９項の何れか１項に記載の方法であって、前記環 状外部バーナーが、フレアー状に広がった熱ガスの放出フローの範囲を定める斜 めの放出口によって範囲が広くなった、熱ガスフローのための放出流路壁を具備 する方法。
11. １１．請求の範囲第８項から第１０項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーの支持シャフトに沿った熱ガスのバックフローが、密封性の突出部又は 回転シールによって妨げられる方法。
12. １２．請求の範囲第１項から第１１項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、環状の誘導ヒーターによって更に加熱されうる方法。
13. １３．請求の範囲第１項から第１２項の何れか１項に記載の方法であって、前記 融解した鉱物材料が、分配手段又はカップに導かれ、該分配手段又はカップの底 壁が、耐熱性断熱材料、特にセラミック材料又は耐熱性コンクリートを基にした 材料で保護されている方法。
14. １４．請求の範囲第１項から第１３項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、融解された鉱物材料が停滞する範囲を避けるような方法に形成され る方法。
15. １５．請求の範囲第１項から第１４項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、カーバイド、特にタングステンカーバイドで補強されたコバルトベ ースの合金よりなる方法。
16. １６．請求の範囲第１項から第１４項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、ガンマープライム補強材を有するニッケルベースの合金よりなる方 法。
17. １７．請求の範囲第１項から第１４項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、セラミック材料よりなる方法。
18. １８．請求の範囲第１７項に記載の方法であって、前記スピナーが、窒化ケイ素 タイプのセラミック材料よりなる方法。
19. １９．請求の範囲第１７項に記載の方法であって、前記スピナーが、ＳｉＣ−Ｓ ｉＣタイプ又はＳｉＣ−Ｃタイプのセラミック材料よりなる方法。
20. ２０．請求の範囲第１項から第１４項の何れか１項に記載の方法であって、前記 スピナーが、酸化物分散強化性（ＯＤＳ）合金よりなる方法。
21. ２１．請求の範囲第２０項に記載の方法であって、該スピナーが、以下の主要成 分を有する鉄性ＯＤＳ合金よりなる方法。 −Ｃｒ１３から３０％（ｗｔ．） −Ａｌ２から７％（ｗｔ．） −Ｔｉ１％以下（ｗｔ．） −Ｙ２Ｏ３Ｏ０．２から１％（ｗｔ．）−Ｆｅ残り
22. ２２．請求の範囲第２０項に記載の方法であって、前記スピナーが、以下の主要 成分を有するオーステナイトＯＤＳ合金よりなる方法。 −Ｃｒ１５から３５％（ｗｔ．） −Ｃ０から１％（ｗｔ．） −Ａｌ０から２％（ｗｔ．） −Ｔｉ０から３％（ｗｔ．） −Ｆｅ２％以下（ｗｔ．） −Ｙ２Ｏ３０．２から１％（ｗｔ．） −Ｎｉ残り
23. ２３．１００ポイズの粘度に対応する温度と、過冷却状態での上部結晶化温度と の間に５０℃以上の温度範囲を示す組成において、１，２００℃より高い液相線 温度、及びその液相線温度で５，０００ポイズよりも低い粘度を有し、１００μ ｍを超えるサイズを有するビーズの含量が１０重量パーセント以下である材料で できたミネラルウールマット。
24. ２４．３５０ポイズの粘度に対応する温度と、過冷却状態での上部結晶化温度と の間に５０℃以上の温度範囲を示す組成において、１，２００℃より高い液相線 温度、及びその液相線温度で５，０００ポイズよりも低い粘度を有し、１００μ ｍを超えるサイズを有するビーズの含量が５重量パーセント以下である材料でで きたミネラルウールマット。
25. ２５．請求の範囲第２３項又は第２４項の１つに記載のミネラルウールマットで あって、過冷却状態でのその結晶化温度が、１，３００℃よりも低く、好ましく は１，２５０℃よりも低くさえあり、これによって１，３５０℃以下、好ましく は１，３００℃以下でさえ繊維化されるもの。
26. ２６．１，２００℃より高い液相線温度、及びその液相線温度で５，０００ポイ ズよりも低い粘度を有し、１００μｍを超えるサイズを有するビーズの含量が１ ０重量パーセント以下、好ましくは５重量パーセント以下であり、シリカ足す、 アルミニウム足す、五酸化リンの総含量が、６７から７３％であり、融剤ＣａＯ ＋ＭｇＯの含量が８．５から２０％である材料でできたミネラルウールマット。
27. ２７．以下に列挙したものの１つに対応する組成（重量パーセントで示される） を有し、１００μｍより大きいサイズを有するビーズの含量が１０重量パーセン ト以下、好ましくは５重量パーセント以下であるミネラルウールマット。 ▲数式、化学式、表等があります▼
28. ２８．６／５ｇ以下、好ましくは、２．５から４以下のマイクロナイア（Ｍｉｃ ｒｏｎａｉｒｅ）を有する請求の範囲第２３項から２７項の何れか１項に記載の ミネラルウールマット。