JPH07503697A - ミネラルウールの製造方法及び製造装置、並びにそれによって製造されたミネラルウール - 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】 ミネラルウールの製造方法及び製造装置１並びにそれによって製造されたミネラ ルウール 本発明は、高い融点あるいは高い液相線温度を有する熱可塑性の鉱物材料からな るミネラルウールの製造方法に関し、特に、溶融した鉱物材料をいわゆる内部遠 心（ｔｎｔｅｒｎａｌ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｉｎｇ）することを含む繊維化プロ セスを用いる方法に関する。本熱可塑性材料はより詳しくは玄武岩質性の材料、 天然又は変性玄武岩、あるいは鉄鋼産業の副産物、とりわけ高炉スラグ（鉱滓） である。一般に、本発明はミネラルウール、とりわけ断熱及び防音材の分野で幅 広い用途をもついわゆる岩綿の製造に適用される。

これらの材料は、一方ではそれらが低価格であるため、他方ではそれらの特性、 特にそれらの高温に対する良好な耐性のために選ばれる。しかしながら、それら の製造は特定の問題点を生みだす。これらの問題点は特にこれらの材料が加ニー 処理できる条件から生じる。

それらの高い融点はそれ自身に難点を与える。融点は原料が溶融が保証されるま で加熱されなければならない温度である。さらに、製造が関係する場合、融点は 、それを越えて材料が繊維へ変形する前に凝固しないように維持されなければな らない温度である。

これらの材料を大部分がガラスウールの製造に使用されるガラスから区別する他 の特色は、一般に、それらは液相線温度に近い温度での流動性が高いということ である。

また、要求される高温のために、繊維化されるべき材料と接触する装置は非常に 強い腐食を受ける。これらの装置の司使寿命は通常のガラスについてでさえ問題 を引き起こす。その問題は高い液相線を有する材料では更に重大になる。

過去においては、前述した難点はある繊維化技術のみが問題としている材料に適 用されうるということを意味した。主に２種類の方法がある。溶融された鉱物材 料を遠心するあるいは紡糸することを利用するものと、材料が定置ノズルを通し て供給され、しばしば超音速速度まで加速されたガス流により繊維へ微細化され るもの（送風（ｂｌａｓｔ）延伸法）とである。

固定されたノズルを適用する方法においては、溶融された鉱物材料の攻撃に耐え られるノズルを用いる必要がある。伝統的に、これらノズルは、このような高温 時にもそのような攻撃に耐えられる白金製のノズルである。しかしながら、各々 のノズルの製造能力は限界がある。加えて、このような微細化用ガス流の使用は 比較的高いエネルギーコストを生みだす。

遠心あるいは紡糸を利用する方法は単位当りの製造量がかなりの量になる。それ らは溶融された鉱物材料がスピンナの外側に残ることを示すために、「外部遠心 」という包括的な語句によって要約された方法である。溶融された鉱物材料はデ ィスクの前面か、円筒型ロータの周囲の表面、あるいはそれら２つ以上に塗布さ れる。これらの方法の長所は、溶融された鉱物材料と接触する装置部品の単純さ である。この相対的な単純さについて、問題としている部品、特にスピンナのリ ムは比較的安価であり、それゆえ比較的短期間のうちに交換することができる。

全体の製造費用のうちのそのような材料の費用の比率は比較的低く保たれている 。それゆえ、溶融した鉱物材料と接触中にこれらの装置部品がかなり磨耗すると いうことは障害とならない。

外部遠心によるミネラルウールの製造の主な欠点は最終生産物の物性がいわゆる 「内部遠心」によって主として製造されるガラスウールのそれよりも劣るという 点にある。

外部遠心では、材料が回転するホイールの上を流れ、多数の小滴として飛散され る。いったんそれが飛散されるとスピンナの表面とその後繊維を引く小滴との間 に明らかに繊維が形成される。そのような繊維化機構において、紡糸された材料 のかなりの部分が繊維化されていない粒子の形態のまま残っていることが明らか である。粒子サイズが１００μｍを越えるそれらの比率は本プロセスに仕込まれ る材料の４０重量％と高くなる。繊維化されていない粒子を分離するために利用 できるいくつかの方法があるが、仕上がったミネラルウールはまったく無用であ り個々の用途にとって大いに妨害物質となるそのような粒子が全く含まれていな いということは決してない。

滴の形成は外部遠心の必然の結果であるだけでなく、問題としている材料の流動 学的特性にも依存するということが指摘されるべきである。一般的に、本発明に より製造された物質は液相線温度を僅かに上回るだけの温度においてでさえ、比 較的低い粘度をもつ。フィラメントが切れたり、滴あるいは玉を形成する傾向が あるため、比較的流動性がある溶融した鉱物材料は繊維化し難い。外部遠心はあ る意味でこの傾向に依存するが、その欠点を排除できない。

本発明の一つの主要な目的は、繊維化されていない粒子がほとんどないミネラル ウールが得られるであろう条件で高められた液相線温度と低い粘度、例えば液相 線温度で５０００ボイズ未満、はとんどの場合液相線温度で３０００ボイズ未満 、あるいは１０００ボイズ以下の粘度をもつ材料からミネラルウールを製造する 方法を提供することである。

本発明によれば、操作中のスピンナの温度を材料が結晶化によりオリフィスを閉 塞し得る温度より低（保ち、かつそれらの長さが互いに独立して変化させること が可能な、スピンナのオリフィスから飛散するコーン（ｃｏｎｅｓ）の先端の大 部分が１００ボイズ以上、好ましくは２５０〜３００ポイズの粘度に相当するガ ス流の等混線と交差するか、１００ポイズ以上、好ましくは２５０〜３００ボイ ズの粘度に相当する温度まで冷却された区域に到達するようにガス雰囲気をスピ ンナの周囲に作り出した状態で、周囲壁に小さい直径のオリフィスを多数有する スピンナにより溶融した鉱物材料を紡ぐことによって、高められた液相線温度、 特に１２００℃を越える液相線をもつ材料からミネラルウールを製造することが できるということが示される。

材料を繊維化するために、それがスピンナの内部で結晶化しないこと、及びそれ が繊維へ繊細化することを可能とする粘度をもつことが明確に必要である。５ｏ ｏｏｏポイズを越えると、粘度は、少なくとも工業的条件において、繊維の繊細 化にとってほとんど越えられない障害になるが、本発明の範囲内にある材料では 、材料が非常に突然に極めて低い粘度から決まった値をもたない粘度に変化する ため、粘度８００００ポイズというこの値は実際上使用できない。そのような場 合、粘度の上限値は、材料の粘度μが以下に示すいわゆるボーゲルーファルチャ ーータンマンの式に従ってなお挙動する最低温度に対応する値である。

１ｇ　μｍＡ＋Ｂ／　（Ｔ−Ｃ） ここで、Ｔは温度（”Ｃ）を表し、ＡＳＢ及びＣは問題の材料に典型的な定数を 表し、かつこの材料の３紐のμ及びＴのｆＪ１定値からそれ自体既知の方法によ り算出されるしのである。

たいていの場合、実際には、考慮されているこの限界値は３５００ボイズのオー ダーあるいは３０００ポイズのオーダーちょうどになるだろう（すなわち、１ｇ 　μの値は３．４７〜３．５４の範囲である；このため、１ｇ　μｍ３．５に相 当する温度は次のように与えられる）。

一方、材料は繊維への繊細化の際に流動性が高すぎてはならない。１００ポイズ （Ｉｇ　μｍ２）未満で、ときには実験的に２００〜３２０／３５０ボイズ（Ｉ ｇ　μの値は２゜３〜２．５の範囲である）未満で、溶融した鉱物材料は生成物 の内部にビーズの形態で存在する小滴を形成するであろう。

本発明に係る実施例において、１００ボイズのオーダーの粘度について１０重量 ％未満のビーズ比率がｗ１測され、また３２０／３５０ボイズを越える粘度につ いては５重量％未満のビーズ比率が観測されている。１００ポイズというこの限 界値は比較的高く、かつ本発明に特徴的なものである。外部遠心では、材料は数 十ボイズと低い粘度で、かつ前述したように大変に重要な量のビーズを形成しな がら処理されるということを指摘しなければならない。

材料が小滴になるという問題及びそれによってもたらされる１００／３５０ポイ ズという限界は、材料がスピンナのオリフィスを通り抜ける時点に関係するだけ でなく、スピンナの外側で生じる繊維への繊細化期間中ずつとみうけられる。

これらのことからスピンナは不当に粘度が低下することがないように、暖かすぎ る環境に設置すべきでないということが導かれる。

ここで、材料が通過する４つの温度区域が考えられる。すなわち、 オリフィスの内側の材料の温度と等しいスピンナの壁面の温度、 ディスク型スピンナの直近の数ミリメートルの厚さの区域のガスの温度。この区 域はスピンナの周りの境界層と呼ばれる、 数ミリメートル（５〜１０ミリメートル）の長さの、繊細化コーン（ａｔｔｅｎ ｕａｔｉｏｎ　ｃｏｎｅｓ）の自由端から半径方向に伸びる区域のガスの温度。

この区域は［冷却区域」と呼ばれる、 ２つの先行する区域の間の中間区域のガスの温度。この区域は「繊細化区域」と 呼ばれる。

本発明によれば、スピンナ周辺に生じるガス流の配置は、繊細化区域内において 、周囲温度、したがって材料の温度が少なくとも１００ボイズ、好ましくは少な くとも２５０ないし３５０ボイズに対応するようなものである。

そのような温度プロファイルは、例えば、穿孔されたスピンナの壁面をその周囲 全体に亘って覆い、かつそこに含まれる材料とともに、それを失透を回避するの に十分な高い温度に保つ熱い環状のガスの噴流あるいは送風と、熱い送風をその 周縁全体にわたって遮り、熱い送風の作用を穿熱された周囲壁の直近の環境に閉 じ込める、好ましくは冷たい噴流とにより得られる。熱いガスの送風は繊維化装 置の同心の環状ｌく一ナーによって得られ、冷たい噴流は以下に記載するように このバーナーと同心的に配置された送風機により放出される。

異なる温度の送風と噴流との混合の固有の結果である、繊細化区域の境界の不正 確な位置のため、繊細化コーンあるいは少なくともそれらの大部分がそれら全体 の長さにわたって、ガス噴流により規定された前記繊細化区域内に位置すること ができるように繊細化コーンの長さを、互いに独立に、別々に調節できることが 好ましい。本発明によれば、これらのコーンの長さはオリフィスの直径及び／又 はスピンナの回転速度によって調節される。

送風機により放出されるガス噴流は好ましくは、冷たく、すなわち、例えば、周 囲温度に近い温度、あるいは２５０℃を越えない温度である。これらの環境下で 、送風機はスピンナの周りのなお近距離で、すなわち繊維の繊細化区域のなお内 部において「冷たい」環境づ（りに寄与する。この構成は変形に対する粘性抵抗 の比及び滴の形成を招く表面張力の比を改良することを可能にするという長所が ある。これらの力の間の関係は無次元数値μＶ／σ（ここで、μはオリフィスか らの放出時における材料の粘度を表し、■はその速度を表し、かつσはその表面 張力を表す）の関数である。μ■の積が増加すると、滴を形成する傾向及び生成 するビーズは、放出された冷たい噴流の粘度により粘度及び速度に影響を与える 冷たい送風機に起因して減少する。

スピンナの平衡値を失透を回避するのに十分な値に維持するために、溶融した鉱 物材料がすでに非常に大きな熱源を構成する場合ですらそれを加熱する必要があ る。このために、種々の加熱装置が組合せて好ましく使用される。

スピンナの外側では、これは特に前述したような（前述したもの）環状のバーナ ーであり、好ましくは内燃で、かつスピンナの周囲壁の上部付近に高められた温 度をもつ環状のガス流を作り出すものである。好ましくは、熱いガス流はスピン ナの周囲壁に沿って通過するように指向されるだけでなく、それが周囲、スピン ナをその支持シャフトに固定するために使用されるフランジ（底のないスピンナ の場合）、または補強カラーの上端（その底壁を介して駆動されるスピンナの場 合）と周縁の壁を接続する接続バンドまたは「チューリップ」の部分を包囲して これらの部品も加熱されるように６指向される。

この目的のため、炎が「チューリップ」の方を向いている補助のバーナーを使用 できる。他の解決は、ガス流がスピンナに接近し、チューリップの関係部分に到 達する前にすでにある程度膨潤されるように周囲壁の上面から離れた位置に外部 のバーナーを配置することである。しかしながら、ここで距離は良好な精度の衝 突流を維持できるように小さい値に保たれるべきである。発明の第３の変形によ れば、内側のチャンネル壁がスピンナの外径よりも小さい直径をもつ環状外部バ ーナーを用いることができる。この場合、例えば、熱いガスのフレア状に広がる 噴流の範囲を定めるための細長の傾斜噴出口をもつバーナーを提供することがで きる。

また、スピンナの外側において、好ましくは誘導加熱器は、高い、好ましくは中 程度に高い周波数の電流を通過させるための環状の磁石を備えている。それ自体 知られているように、環状の磁石はスピンナの真下で、それと同心的に配置する ことができる。これらの２つの加熱装置の組み合わせは基本的にスピンナの熱的 平衡に寄与し、それらがスピンナの近くにより近接して配置されるほどこれらの 加熱装置の効率が良くなることを留侭しておかなければならず、このようにして 、外部のバーナーは遠心装置又はスピンナの上部を支配的に加熱し、他方環状の 磁石はスピンナの底部を支配的に加熱する。

特に熱いガス流により包まれている近くにある他の金属部分のすべてを加熱する ことなく周囲壁の上面を加熱することは非常に困難であることが見出されたが、 前述した複式（ｄｕａｔ）加熱システムはこの技術的問題を回避する。

これらの加熱装置間におけるもう一つの重要な違いはスピンナ近傍のガスの温度 に与える効果である。誘導加熱器はこの点に関しては実際的な効果を持たず、そ れゆえ放射による加熱は別として周囲の加熱に寄与しない。一方、スピンナの回 転動作により吸収される二次的空気と高速度の環状のガス流とが周辺への熱の導 入を抑制するものの環状の外部バーナーは必ずかなりの程度まで周辺を加熱する にちがいない。しかしながら、最適の繊維品質のために、特に機械的抵抗の見地 のもとでは、スピンナからの放出後すぐに繊維が過度に熱い環境にさらされるこ とは有利ではない。これらの観点の下で、環状の外部バーナーから放出されるガ スの温度は好ましく制限される。

更に、送風機は繊維への繊細化に別の効果を与える。外部バーナーが同一の駆動 条件の場合、増加された送風機の圧力は従って繊維の細度を増加させる。他の観 点から、送風機は外部バーナーからの送風圧力を減少させ、かつそれにより等し い細度でのエネルギーを節約する。例えば、良い結果は送風機のブレナム圧力が ０．５〜４バールの範囲、好ましくは１〜２バールの範囲で得られている。

そのような改良に鑑みてさえ、外部の加熱装置はスピンナの熱的平衡を保つには 不七分であり得る。この欠点はスピンナの内部に配置された追加の加熱装置によ り取り除かれなければならない。この追加の熱導入は、好ましくはスピンナの支 持シャフトに同心的に配置された拡散する（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ）内部バーナー により達成される。好ましくは、燃料／空気比は炎の根本が内壁のすぐ近くに位 置されるように調節される。炎保持手段として利用できるかなりの数の突出部は 「チューリップ」の内壁に更に有益に提供される。進行中の連続操作の際に、そ れが溶融した鉱物材料から誘導されない限り、拡散する内部バーナーは好ましく は熱的投入量の３〜１５％分に寄与する。これは副次的意義のみに寄与するよう に見えるが、この熱投入は非常な精度で行われ、所要の場所に正確に用意され、 それゆえ顕著に効率的である。

繊維化中に利用される拡散する内部バーナーは、従来技術から知られてはいるが 、従来では、もっばら運転開始相において使用され、原則的にスピンナの底壁、 または底壁として作用し一般にカップと称される分配手段の底壁、より一般的に はスピンナの中央領域を加熱することを意図されているところの中央内部バーナ ーを有利に補完する。溶融した鉱物材料の供給が行われる前に中央の内部バーナ ーはカップあるいは底壁をＴ熱する。本発明によれば、中央のバーナーは、好ま しくは、スピンナの支持シャフトと拡散する中央の内部バーナーとの間に配置さ れ、収束する炎をもつ環状のバーナーである。

運転開始時期中は、外側の加熱設備も使用されることが理解される。必要ならば 、炎ランス又は類似の装置を補足の加熱装置として利用してもよい。もちろん、 溶融した鉱物材料の熱的投入がまだ利用されないうちに、拡散する内部バーナー は臨界的開始相中にも使用される。

本発明に従って使用できる材料は、特に、天然の玄武岩であるが、玄武岩の特性 のうちのあるものに影響を与える目的で玄武岩に複合体を添加するか、材料を組 合わせて、それにより玄武岩の主な特性、特にそれらの温度挙動、とりわけ溶融 が一般に１２００℃以上の温度でなされるということを再現することを可能にす ることにより得られるもののような玄武岩と類似の組成物でもよい。これらは、 高炉スラグあるいはいわゆる岩綿を製造するために使用されるすべての組成物の ような鉱物組成物でもある。問題の材料は「ガラス質」という語句が与えられる 組成物も含む。これらの後者のものはそれらの融点によりもたらされる難点を示 すために「硬質ガラス」と呼ばれる。

本発明のさらなる利点の詳細及び特徴は図面とともに以下の記述により明らかに されるであろう。

図１は、従来の遠心分離装ｒａ（縦断面図１ａ）と本発明のもの（縦断面図１ｂ ）を比較する概略図。

図２は、本発明の送風機の動作を示す等混線の環路線図。

図３は、環状の外部バーナーの動作を示す等混線の概略図。

図４ないし図７は、等混線及び繊維形成のプロセスを示す繊維化コーンの概略図 である。

本発明は、従来技術、本発明それぞれの繊維化装置を示す図１ａ及び図１ｂによ って説明される。

特許明細書ＦＲ−Ｂｌ−２４４３４３６及びＦＲ−Ｂｌ−９１１８１に開示され たものである内部の遠心機によるガラスウールの製造に以前使用された装置から 繊維化装置は開発されている。簡単な方法で図１ａに示されたこの従来の装置は 、周囲壁２が多数の放出オリフィスをもつスピンナ１から１に構成される。周囲 壁２はその形状から「チューリップ」と呼ばれる接続バンド４を介してフランジ ３に接続されている。図面から明らかなように、周囲壁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の単位に形成されている。

図示の具体例では中空の支持シャフト５にフランジ３が取付けられており、この 中空部を通して溶融した鉱物材料が供給される。

支持／ヤフト５は、あるいはフランジ３さえも、通常「カップ」又は「バスケッ ト」と呼ばれる同心の分配手段６を支持する。比較的大きな直径を有する比較的 少数のオリフィスをもつ周囲壁を備えた分配カップはスピンナの底壁として作用 し、かつ溶融した鉱物材料の流れを周囲壁２の内部周辺に広がる複数の細流に分 けることにより分配する。

スピンナ１は異なる加熱装置に取り囲まれている。すなわち、とりわけ、スピン ナ１の回転により吸上げられるかなりの量の空気により強く冷却された周囲の空 気の接触による冷却を補償するために特にスピンナ１の底部を加熱する環状の磁 石７、及び水冷式環状外部バーナー８である。図１８の上部左側の概略図に示す ように、外部バーナー８のチャンネル壁９及び１０の端部はスピンナ１から少し の距離り１例えば５ｍｍのオーダーで離れて配置されている。

環状の外部バーナー８は実質的に垂直方向に向けられ、かつそれにより周囲壁２ に沿って流れる高温で高速度のガス流を生み出す。ガス流は、一方では周囲壁２ を加熱しまたはその温度を維持する作用をなし、他方では紡ぎ出された溶融鉱物 のフィラメントの繊維への繊細化に寄与する。

図面に示されるように、外部バーナー８は好ましくは冷空気用の送風機リング１ １に取り囲まれ、その主な目的は、熱いガス流の半径方向の膨張を制限し、それ によって、形成された繊維を環状の磁石７と接触させないようにすることである 。

支持シャフト５の内側に位置し、かつ繊維化装置の始動期間だけカップ６を予備 加熱するために利用される内部の環状のバーナー１２によりスピンナ１のこれら 外部のヒーターはそれの内部で補完される。

図１ｂに示されるように、本発明に係る装置は同じ構成要素からなり、違いのみ が次に記述されるであろう。

最も顕著な違いは、図１ｂの上部右側の細部により詳細に示されているように、 端部がスピンナ１の周囲壁１９の上部から距！ｄ　’Ｉｌｌれて配置されたチャ ンネル壁１４及び１５を何する外部バーナー１３の位置に関わりがある。例えば 、１５〜３０ｍｍの範囲、好ましくは２０〜２５ｍｍの範囲にある距離ｈ′、が より適している。そのような距離はガス流の高い流旦精度をなお可能にするから である。そのうえ、内側のチャンネル壁１４は周囲壁１９の頂部の直径よりも明 らかに小さい直径をもつ。放出されたガス流を案内するために、外部バーナー１ ３は互いに直角をなす２つの斜面１６及び１７により規制されている。外部バー ナー１３からの熱いガス流の半径方向の膨張という問題を制限するため、外側の 斜面１７はその相手の斜面１６の長さのおよそ半分の長さであり、実質的に垂直 な壁１８内に終わっている。壁１６及び１８はほぼ従来の外部バーナーの放出チ ャンネル壁の高さで終わる。

外部バーナー１３のそのような配置によって、スピンナ１′の周囲壁１９のみな らず、今、２０で示されるチューリップも加熱されている。しかしながら、ガス 流はチューリップに沿って立ち上ぼるべきてな（、かつ支持シャフトを加熱する へきではない。これを避けるために、環状突出部２１あるいは回転シールのよう な封止部材として作用する均等の手段が、例えばチューリップの高さの半分の位 置に配置されるようにここに提供され、この位置が環状のガス流により加熱され たチューリップ２０の長さを決める。

加えて、送風機２４が外部バーナー１３に加えられている。

距離ｄ−（詳細図に示されているように、外部バーナーの中心の放出軸と送風機 のそれとを比較することにより測定される）は非常に小さく、例えば約１０〜１ ５ｍｍのオーダーである。この送風機の目的は図２によってより詳細に示される 。

実際にこの図は、単純化された形状の外部のスピンナの壁】９、本発明に従って 改変された形状の外部バーナー１３及び送風ｔ！１２４を示す。１３００℃に対 してと、３５０　ｍ　ｍ　Ｈ２０のバーナーの同じ動圧に対する３つの送風機の ブレナム圧力値（０，３〜１及び１．６バール）に対する等混線は、周囲壁の付 近に描かれている。送風機の圧力の増加は等混線をスピンナの壁１９の近くに移 動させる。

他方、バーナーの圧力の増加はスピンナの周囲壁の全ての等混線を図３に示すよ うに大変明確に移動させる。ここではバーナーの圧力は０．３バールという送風 機のプレナム圧力に対して２５０．３５０から４５０　ｍ　ｍ　Ｈ２０まで変更 されている。

更に、図２及び図３において送風機の放つ噴流は完全に垂直ではなくスピンナの 底に対して僅かに傾いていることがわかる。主な結果は環状の外部バーナーの効 果が周囲壁の上側に集中するということであり、一方壁の下側の冷却効果が弱い ということである。しかしながら、この冷却効果は環状の磁石での加熱により容 易に補うことができる。

環状の外部バーナーにより放出されたガスを閉じ込めることを除けば、送風機は スピンナにより射出されるフィラメントの繊細化に直接的な効果を与える。繊維 の細度は熱いガスの送風圧力を低減させるか、冷たい送風機ガスの増加された圧 力によりこの減少を補うことにより維持されろうる。送風機の圧力を高くすると 、ビーズの含量に関してはかなりの減少がみられる。

図１８と図１ｂの間の他の比較は、２６で示される中央の内部の環状バーナーの 周囲に同心的に配置され、かつ通常、２７で示されるカップを加熱するのに役立 つ第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本質的な違いを示 す。内部バーナー２５は周囲壁１９及びチューリップ２０の内面を向く拡散する 炎をもつ環状のバーナーである。炎の配置は好ましくは炎保持手段として作用す る、チューリップ２０の内側の突出部２１により最適化される。

他方、カップ２７は溶融した鉱物材料による急激な腐食を避けるために例えばセ ラミック板や耐熱性コンクリートからなる比較的厚い底壁２８をもつ。加えて、 この厚い底壁は断熱材として作用し、それによって底壁の内側がスピンナの回転 によりスピンナの下部に誘導されたガスあるいは空気流により冷却されるのを防 止する。

次に示す組成物（重量％）に対応する繊維化のための材料を用いて実験を行った 。

ＳｉＯ５１，５％ Ｆｅ０１０．１　％ Ｍｎ０　０．　１９％ ＣａＯ８，９％ ＭｇＯ６，４％ この組成物は次に述べるボーゲルーファルチャーータンマン則に従って挙動する 。

１ｇ　μ関−２，５４２ ＋４７６９．８６／　（Ｔ−３５５，７１）装置の特性及び操作条件はこの記述 の最後の表にまとめられている。

スピンナ及びカップがすべての利用できる加熱装ｆｉｔ（１番目のテスト時の拡 散する内部バーナーを除いて）によって予熱された状態で材料供給から少なくと も１５分後に測定された値は平衡時の値に相当するということを留意しておかな ければならない。

これらのテストに使用されたスピンナは、３０％のクロムを含み、融点が１３８ ０℃、１１５０℃における引裂き抵抗が１３０ＭＰａ、１１５０℃及び１２５０ ℃における１０００時間後の耐クリープ性がそれぞれ７０．５５ＭＰａ、１２５ ０℃における延性が５％であるオーステナイト系ニッケル基ＯＤＳ合金から形成 されている。

表において、外部バーナー１３のプレナム圧力はミリメートルＨ２０で与えられ る。バーナー（ＩＢは内部バーナーを表す）の流量は標準化された１時間当たり の立方メートルで表されている。

製造された繊維の質に関しては、Ｆ１５ｇの値がミクロネール（Ｍｉｃｒｏｎａ ｉｒｅ）に相当する。ミクロネールは繊維の細度を特徴づけるための標準的な方 法である。例えば、主な判断基準が耐熱性である（密度が４０ｋｇ／ｍ３未満の 圧延製品）いわゆるガラスウールの軽い絶縁性の製品は、しばしばミクロネール が３である繊維を基にしているが、かなりの機械抵抗が要望されるより重い製品 はミクロネールが４である繊維を基にしている。

最善の結果はスピンナの温度が１２６０〜１２７０℃付近で得られた（この組成 物については、１３００℃〜１２１６℃の間における粘度は３５０〜１０００ポ イズである）。したがって、これは、十分に繊維化の範囲内のものである。

熱投入の異なる供給源を調和させることにより、特に内部バーナーの比較的大き なガスの流ｊ１（Ｌかし、いずれにしても外部バーナーの流量のせいぜい１０分 の１に満たない）と、同様に大きい環状磁石に供給される電力と、送風機のかな り高い圧力とにより最善の結果が得られるということを達成することもできる。

ビーズ形成現象をさらに理解するために、ガラス温度及び送風機ブレナム圧力の 様々な変更を互いに独立して実施し、かつガス流と各唇状の繊維形成コーンの等 温線をオリフィスの例示列数に対してプロットした。

以下の表は実験条件及び得られた繊維の特性を示している。

図４〜図７は繊維化コーンの構成と、送風機ブレナム圧力が０．３バール（図４ １図５）、および１．６バール（図６゜図７）における８　００−１０００−１ ３００−１４００−１５００及び１５５０℃の等温線と、一方の構成が「冷たい 溶融物」に相当しく図５１図７）、かつ他方の構成が「熱い溶融物」に相当する （図４１図６）「溶融物」の流れの２つの温度とを示す。

これらの異なる構成について繊維化されていない粒子の含有量を調べると、１０ ０ポイズに対応する等温線（１４００℃）を上まわる温度で上部の列の多数のコ ーンが完全にガス流に包まれる度に、かなりの数のビーズが生成されることに気 づく。

図面、特に図２〜図７に示されている構造及び機能の詳細については自明のこと である。それゆえ、バーナー１３と送風機２４の配置の詳細についての補足の情 報と、コーンの配置についてのそれと、周囲のガスの温度分布に関しては、特別 な言及は図面通りになされる。図２〜図７は、図中の極めて細い線で示されてい る雰囲気温度それぞれにおける位置での「暖かい」状態でのスピンナ１−の周囲 壁１９の位置を示す。

本発明の原理の使用は、同じ日に同じ出願会社あるいは譲受入から出願された並 行特許出ｊ１ｉｒミネラルウールの製造方法及びそれにより製造されたミネラル ウール」　（この内容を本明細書の開示内容とする）の主題とともに考慮すると 、特に有利となる。

表 フロントページの続き （７２）発明者　フルタフ、ハンス ドイツ連邦共和国、６７２０　シュベヤ−・アム・ライン、イム・オーベルケメ ラ−３５（７２）発明者　サン−フォア、ダニエルフランス国、６０６００　ク レルモン、リュ・マルセル・デュシェマン　５６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高い液相線温度特に１２００℃を越える湿度で高い流動性を示し、液相線温 度で５０００ポイズ未満の粘度を有する材料からミネラルウールを製造するため の方法であって、小さな直径の複数のオリフィスを周囲壁に有するスピンナ中に 溶融鉱物材料を供給し、該オリフィスを通して該溶融鉱物材料を遠心してフィラ メントを形成し、これを該スピンナと同心的に配置された同心の環状外部バーナ ーにより発生され、該スピンナの周囲壁に沿って流れてこれを加熱するガス流の 補助的繊細化作用に供することを包含し、コーンの長さと、該スピンナの周りに 発生されたガス流の形態とを、該スピンナのオリフィスから放出されるフィラメ ント形成用コーンの大部分が１００ポイズの粘度に対応する等温線と交差するか 、あるいは１００ポイズを越える粘度に対応する温度まで冷却された区域内に達 するようなものとすることを特徴とするミネラルウールの製造方法。 ２．前記スピンナの周囲に発生したガス流の配置は、スピンナのオリフィスから 放出されるフィラメント形成用コーンの大部分が２５０〜３００ポイズの粘度に 対応する等温線と交わるか、２５０〜３００ポイズを越える粘度に対応する温度 まで冷却された区域内に達するようなものである請求項１記載の方法。 ３．前記コーンの長さは、溶融鉱物材料を放出するためのオリフィスの直径及び ／又はスピンナの回転速度の変化により調節される請求項１又は２記載の方法。 ４．前記スピンナのオリフィス内の溶融鉱物材料の粘度は１００ポイズを越え、 好ましくは３５０ポイズを越える請求項１ないし３のいずれか１項記載の方法。 ５．前記環状外部バーナーは２５０℃未満の温度で空気流を放出する送風機によ り補完される請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。 ６．前記送風機の効果は０．５〜４バールの範囲、好ましくは１〜２バールの範 囲から選ばれるそのプレナム圧力により調節される請求項５記載の方法。 ７．周囲壁に多数の小さな直径のオリフィスを含むスピンナを傭え、該オリフィ スを通して溶融鉱物材料が遠心されてフィラメントを形成し、該フィラメントは 、該スピンナの前記周囲壁に沿って流れると共にこれを加熱し、かつ該スピンナ に同心的に配置された同心の環状外部バーナーにより発生されたガス流の補足的 繊細化に供される、内部遠心による繊維化装置であって、前記環状外部バーナー （１３）を補完する環状の外部の送風機（２４）を備えたことを特徴とする装置 。 ８．前記環状外部バーナー（１３）は、前記スピンナ（１）の前記周囲壁（１９ ）の上面から約１５〜２０ｍｍのオーダーの距離（ｈ′）離れて配置されている 請求項７記載の装置。 ９．前記環状外部バーナー（１３）は、前記スピンナ（１）の前記周囲壁（１９ ）の上面の直径よりも小さい直径をもつ半径方向的に内側の放出チャンネル壁、 及び好ましくはさらに半径方向的に外側の放出チャンネル壁（１４）を含む請求 項８記載の装置。 １０．前記環状外部バーナー（１３）は、熱いガスからなるフレア状に広がった 放出流を画定する傾斜した壁（１６，１７）により延長された、熱いガス流のた めの放出チャンネル壁（１４，１５）を含む請求項７ないし９のいずれか１項記 載の装置。 １１．請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法により得られたミネラルウー ルマット。