JPH078732B2 - 遠心力及びガス延伸による熱絶縁用繊維製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はガラスまたはその他の熱可塑性物質の繊維化装
置に関する。更に詳しくは本発明は被繊維化溶融材料を
高速回転スピンナによる遠心力により多数のガラス流に
変換し、得られたガラス流をスピンナの周縁近くの内部
燃焼バーナから遠心力により放出されたガラス流に直角
に向けられた同心環状ガス噴射流により繊維へと延伸
（細長化）するための繊維化技法を使用する繊維化装置
に関する。このような繊維化技法はこの明細書では「遠
心力噴射延伸法」と称する。得られた繊維は結合剤を噴
霧後穿孔コンベア上にフエルト状またはマツト状に集め
られた後、硬化炉に通される。

発明の背景 上述の遠心力噴射延伸ガラス繊維製造技法はガラス繊維
熱絶縁材料製品の製造に長年にわたつて工業的に使用さ
れ、現在使用されているガラス熱絶縁材のかなりの割合
のものがこの技法を使用して製造されている。この技法
の種々の態様の詳細は例えば米国再発行特許第24,708
号、米国特許第2,984,864号、第2,991,507号、第3,007,
196号、第3,017,663号、第3,030,586号、第3,084,381
号、第3,084,525号、第3,254,977号、第3,304,164号、
第3,819,345号及び第4,203,745号に開示されている。

この技法を実施するには、まず第１にガラスを溶融状態
に加熱するために、第２に延伸用噴射流を造るために、
かなりの量の熱エネルギーが必要である。エネルギーの
入手性が不確かなために、またエネルギーコストが高騰
しているために、ガラス繊維熱絶縁製品の需要はますま
す増大する一方では上記要因によりガラス繊維熱絶縁製
品のコストは著るしく高騰した。

従って、上述の繊維化方法の効率を改善するために、或
は他の繊維化技法を使うために多大の努力が払われてき
た。例えば最近になつて噴射延伸技法に必要なエネルギ
ーを本質的に無くすために純遠心力繊維延伸法が開発さ
れた。

しかし、上に概説した噴射流延伸法と組合わせた遠心力
によるガラス流の形成は依然として好適な技法である。
この理由は得られる繊維フエルトまたはマツトの品質が
秀れていること、ならびに熱絶縁ガラス繊維工業のかな
りの割合のものが上記のような技法を実施するための装
置を現在備えているからである。従って、この技法にお
ける如何なる改善も顕著な工業的重要性をもつ。以下の
記載からわかるように、本発明の製品の品質、生産速度
及び作業コストに関して遠心力噴射延伸繊維化技法にお
ける顕著な改善を与えるものであることが理解されよ
う。

発明の概要 ガラスの繊維化は非常に多くの可変パラメータがあるこ
とを特徴とする極めて複雑な技法であるから、既知の技
法の詳細の多くについてはここに言及しない。このよう
な詳細についての開示は上述の特許明細書を参照された
い。しかし、先行技術のある限られた分野、特に本発明
が先行技術から顕著に異なる因子について記載する。

考えられる多くの可変因子のうちで、遠心力繊維化法を
首尾よく実施するためにはスピンナの構造が特に重要で
ある。

噴射ガス流の温度と速度ならびに噴射ガス流（以下、噴
射流という）を発生させるノズルの配列及びスピンナ壁
に対する噴射流噴射の方向は繊維の延伸（細長化）のた
めに重要な因子である。スピンナの寿命も特にこのタイ
プのスピンナは比較的短寿命であり、またその取替えは
非常に高価であるから重要な因子である。製品の品質に
影響する他の特徴は本発明の実施例の記載の中で述べ
る。

初期の遠心力噴射延伸装置で使用されたスピンナの代表
的直径は約200mmであつた。所定の寸法と構造のスピン
ナの場合、製造繊維の１日当りのトン数で慣習的に表わ
した生産量すなわち延伸量を増大するとそれに対応して
繊維の質が低下することが認められている。更に、繊維
の許容品質を維持するためにはスピンナのオリフイス当
りの繊維引出し速度には実際上限度があることも知られ
ている。しかし、所定生産設備の生産量を拡大するとい
う経済的要請から製品品質の劣化にも拘わらず通常オリ
フイス当りの引出し速度は高められている。この意味に
おける「品質」とは所定の熱抵抗性及び公称製品厚を得
るための単位面積当りの製品の重量をさす。従って低品
質製品は同じ熱絶縁値をもつ時に、より良品質の製品よ
り重い製品である。すなわち低品質製品は所定の面積当
りより多量のガラスを必要とするから低品質と言い、従
って製造コストもより高価となる。

オリフイスからのガラス引出し速度を高めるためにスピ
ンナの直径を最初300mmに大きくし、更に最近になつて4
00mmに拡大された。

これにより若干の改善が行われたが、直径を拡大するこ
とは対応する遠心加速力の増大に相当する。スピンナの
孔を通して溶融物質の流れを造り、こうして溶融物質の
一次流を造るには高遠心力が必要であるが、この高遠心
力はスピンナの寿命を短縮する。

スピンナの寿命はスピンナにかけられる遠心加速力に逆
比例すると仮定すると、スピンナの寿命を延長するため
にはスピンナの直径を余り大きくしない方がよいとこれ
まで考えられてきた。

他の因子、すなわち繊維の細さ（平均直径）も重要であ
る。所定密度の繊維フエルト（マツト）層の場合、繊維
が細ければ細いほど層の熱抵抗が大きいことはよく確立
された事実である。細い繊維からなる熱絶縁製品は、粗
大な繊維からなるより厚い製品と同じ熱絶縁値をもつて
いても、より薄い厚さのものとなる。同様により細い繊
維の製品は同じ厚さの粗大な繊維製品より密度は低く、
しかも同じ熱絶縁値をもつことができる。

熱絶縁製品の販売は公称厚さにおける保証された熱絶縁
性（Ｒ値）に基づいて行われるから、繊維の細さは公称
重量として知られる単位面積当りの製品の相対量を決定
する重要な因子であり、細い繊維の製品の方が小さい公
称重量を示し、従ってより少量のガラスを必要とするに
過ぎず経済的に製造できる。

しかし、経済的見地から繊維の細さは他の因子の場合と
同じように一般に妥協により決定されると考えられる。
より細い繊維はより高速の噴射流速度及び／またはより
柔らかいガラス組成すなわちより低い温度で充分な粘度
が得られるガラスから得ることができることは既知であ
る。噴射流速度を高めると直ちにエネルギーコストが増
大し、より柔らかいガラスは代表的には高温で且つ通常
望ましくない大気汚染特性をもつ成分を必要とする。

繊維の細さは測定した繊維の直径の算術的平均値である
繊維の直径（単位ミクロン）で表わすことができ、又ミ
クロネール（micronaire）値として知られる繊維細さ指
数に基づいて便宜に表示できる。このミクロネール値は
下記のようにして測定される：一定の質量の、例えば5g
の、繊維のサンプルを所定容積の囲いの中に入れ、所定
の圧力で該囲いを流通する空気流に対する透過性の障害
物を形成させる。サンプルを流通する空気流の読みは繊
維の細さに依存し、ミクロネール値とはこの流量測定装
置により得た測定値である。

一般に繊維が細ければ細い程サンプルを通る空気の流通
抵抗は大きい。このようにしてサンプルの繊維の細さ
（平均直径）が規定される。噴射流により延伸された遠
心力引出し（射出）ガラスの熱絶縁繊維の代表的細さは
繊維型［すなわちミクロネール値2.9（5g）、平均直径
４μｍ］から比較的粗大型［すなわちミクロネール値6.
6g（5g）、平均直径12μｍ］の範囲である。

繊維マツトの熱絶縁値は繊維の細さに依存するだけでは
ない。繊維が捕集用コンベア上への敷設し方、特に熱絶
縁製品中の繊維の配向分布の均一性も顕著な効果をも
つ。

繊維マツトの熱絶縁性（熱抵抗性）は測定する熱移動に
対する繊維の配向方向に依存して変化し、熱絶縁性は繊
維が熱移動の方向に垂直に配向している時に一層大き
い。従って熱絶縁マツトの熱抵抗を最大にするために繊
維は捕集コンベアに、従ってその上に形成されるマツト
の平面に最大限に平行に配向するように配列させるべき
である。繊維流及びガス流を減速すると捕集コンベア上
に極度の外乱が発生するために繊維の配向を調整するこ
とは困難である。繊維化法の分野における最大の努力は
コンベア巾全体に繊維の比較的均一な分布を達成する方
向に向けられてきた。しかし、コンベア上に繊維を平行
に配列するためには繊維を長くすることが有利である。

本発明者らは更に大きなスピンナ、特に直径が600mm及
びそれ以上のスピンナを使つて予期しなかつた改善が得
られることを確認した。これらの改善が得られる理由、
特に製造されたフエルトの品質がどうして改善されたか
についての理由は完全にはわからない。

400mmスピンナから600mmスピンナに変えると、慣用の限
度内の、ガラスへかかる及びスピンナ壁へかかる、遠心
加速力を与えるようにスピンナの回転速度を低下できる
から、被繊維化材料のオリフイスへの供給ならびに壁構
造に及ぼす歪みは先行技術による場合を大きく超えるこ
とはない。

本発明は実質上垂直な軸（22）のまわりに回転する500m
mより大きい直径をもつスピンナ（10）；スピンナを回
転させる装置；延伸されうる溶融物質の流れ（24）をス
ピンナ中に導いて該スピンナの周縁壁内面上に導く装
置；溶融物質がフイラメント（41）の形態で通過する、
スピンナ周縁壁に設けられた多数のオリフイス（40）；
及び溶融物質のフイラメントが延伸（細長化）されるの
に充分な期間それらフイラメントを延伸されうる状態に
維持するのに充分な高温度で且つ100〜900mm水柱計器圧
の出口圧力で環状噴射流をスピンナ周縁壁の外側部分の
近くに下方に向けて噴射する噴射用の内部燃焼バーナを
備えてなる、熱可塑性物質から遠心力及びガス延伸によ
る熱絶縁用繊維製造装置に関する。本発明は特に500mm
より大きい直径、特に550〜600mmから約1500mmまでの直
径をもつスピンナを備えた熱可塑性物質からの熱絶縁用
繊維製造装置に関する。

本発明による装置はスピンナへ溶融物質の流れを供給す
る装置及びスピンナから放出された材料の流れを延伸す
るためのスピンナ壁の近くに配置された下方に向けられ
る環状噴射流を供給する内部燃焼バーナを備える。こう
して造られた繊維は収納フードすなわち収納室に向けら
れ、収納室の底部に配設された水平な穿孔コンベア上に
集められる。

以下に改善された性能を得るために使用する装置の詳細
な説明及び得られる生成物の若干の性質を記載する。

従来より大きな直径のスピンナの性能の改善に寄与する
主要な要因を特徴付けるようにすべての努力を傾ける
が、この努力によつても結論を完全に且つ正確に記載す
るには至らない。

この記載における理論的説明は実験上のさらに詳細な証
拠によつた試行的なもので、本発明を制限するものでは
ない。

さて第１図について説明すると、スピンナ10、スピンナ
の周縁壁12及び上面部18を備えた本発明による繊維化区
域が示される。スピンナ10はハブ部分20により実質上垂
直な軸22に取付けられ、軸22は支持枠に取付けられた適
当なベアリングにより周知の仕方で回転可能に取付けら
れ、電動機によりベルト駆動装置を介して比較的均一な
所定速度で回転される。軸の支持装置及び駆動装置は慣
用のものであるから、ここでは説明しない。

軸22は中空で、溶融ガラス流24の流れが下方に向かつて
バスケツト26中に流込むことができるようになつてい
る。バケツト26はハブ部分20の下端部の下側にボルト32
により取付けられている。バケツト26は実質上円筒状の
側壁34を備え、側壁34上には多数のオリフイス36が穿孔
され、これらのオリフイス36を通つて遠心力の作用下に
溶融ガラスは流れ38となつて放出され、この流れ38はス
ピンナ周縁壁12の内側に向けて流れる。スピンナ10の周
縁壁12にある多数のオリフイス40により遠心力の作用下
に溶融ガラスの流れ38から溶融ガラス流41が造られる。

環状の内部燃焼バーナ42はスピンナ10の周縁壁12の上方
に配置され、周縁壁12の上方から環状噴射流を形成する
ためのノズル44を備える。周縁壁12に近接した環状噴射
流にオリフイス40から放出されたガラス流41は同伴され
て延伸される。バーナ42は金属ケーシング46、ケーシン
グの耐熱性ライニング48を備え、ライニング48により空
気−燃料混合物が導入される環状燃焼室50が区画され
る。噴射ノズル44は内側ノズルリツプ54及び外側ノズル
リツプ56により形成され、燃焼室50と連通する。これら
のリツプ54及び56はそれぞれ内部冷却溝孔54a及び56aを
備え、これらの溝孔には水のような冷却液が通される。

ガラス延伸操作中スピンナと繊維との熱バランスを維持
するためにスピンナのすぐ下に高周波誘導加熱リング62
がスピンナと同心に備えられる。リング62の内径はスピ
ンナ直径より若干大きく、環状噴射流により運ばれる繊
維の下降流を邪魔しないようにしてある。

噴射ノズルリツプの外側に配置された環状噴射冠64を備
えることにより補助噴射流が発生され、この噴射冠は空
気、スチームまたは燃焼生成物のような加圧ガス源に接
続している。

中空軸22は数個の固定された同心管を含む。これらの管
の最も内側の一対の管は環状冷却通路66を規定し、この
通路66を通つて冷却水が流され、一方最も外側の一対の
管は環状通路68を構成し、この通路には可燃性混合物が
通り、この可燃性混合物はスピンナを始動する前にバス
ケツト26を予熱するために燃焼される。

スピンナ及び噴射流により造り出された繊維は収納室す
なわちフード70に入り、第２図、第３図及び第５図に概
略図式に示すように穿孔コンベア72にマツト（フエル
ト）71の形態に沈積される。コンベアの下にある吸引箱
74により普通行うようにコンベアを通して大量のガスを
吸引する。

第４図及び第５図に示すように、各々スピンナ10を備え
た多数の繊維化区域がガラス繊維マツト（フエルト）71
の製造に慣用の仕方で使用され、本発明の好適な形態で
はスピンナ10はコンベア72の長手方向の中心線に心合わ
せされた長手方向の列に垂直に配列される。工業的装置
ではコンベア上に繊維を放出するスピンナの数は６個ま
たはそれ以上である。

第１図に記載の装置を運転するには、バスケツト26を備
えたスピンナ10は通路68を通るガスの燃焼、バーナ50の
熱、加熱リング62及び必要に応じ存在することができる
類似の補助加熱源により周知の仕方で予熱される。

スピンナが所定の速度で回転し、且つバーナを所望の繊
維の延伸度及び細さを与えるのに充分な噴射流の速度を
発生する燃焼室内の圧力を生ずるように調節してから、
溶融ガラス流24をスピンナ組体の上に配置されたガラス
溶融炉の前床または他の溶融ガラス給源から中空スピン
ナ軸22に導入する。溶融ガラスの流れはバケツト26に到
達すると遠心力によりバケツトの底に沿つて外方へ流
れ、バケツトのオリフイス36をガラス流38となつて通り
抜け、この流れ38はスピンナ周縁壁12へ向けて流れる。

周縁壁12上の一層強い遠心力によりガラスは多数の小オ
リフイス40を通り、周縁壁12の外側から多数の溶融ガラ
スの流れ41となつて放出され、この流れ41は直ちにスピ
ンナ周縁壁12の外側を下方に向けて内部燃焼バーナ50か
らの噴射流の延伸作用を受ける。ガラスの流れ41は延伸
されるのに充分な期間噴射流の高められた温度により延
伸状態に保たれる。延伸された繊維の細さはバーナ圧力
の関数である噴射流速度によつて主として調整される。
バーナ圧力が高まり噴射流速度が増大すれば延伸度はよ
り大きくなり、従ってより細い繊維が得られる。

しかし、この延伸度が大きくなることが必ずしも得られ
る生成物である繊維の一般的改善に対応するものでない
ことに注意されたい。噴射流による延伸が余りはげしい
と繊維の品質は通常劣化する。

第３図及び第５図に示すように、収納室70への延伸され
た繊維の流れは収納室の頂部で矢印で示すように同時に
著量の空気の流れを誘発する。誘発された空気の流れは
スピンナから流れる繊維のベール（環状幕）が拡がるの
を最初は制限する傾向があるが収納室内での繊維の急速
な速度低下により繊維のベールは著しく拡大され、以下
により詳細に述べるように、コンベアの巾全体にわたつ
て繊維の比較的均一な分布が得られる。更に、コンベア
区域で通常存在する外乱が小さくなるために、本発明の
繊維のマツト（フエルト）生成中繊維の一層好ましい配
向性を生じ、マツトの熱的性質が改善される。

従来から行われているように収納室の頂部で延伸された
繊維に結合剤が噴霧される。結合剤を噴霧する装置は図
を単純化するために示さなかつた。

スピンナの直径は本発明の技法において重要な因子であ
る。

遠心力噴射延伸操作で工業的に使用する最大のスピンナ
の直径は従来は400mm程度であつた。スピンナの直径を
大きくすることは特にスピンナの寿命について生ずる困
難のために望ましいとは考えられていなかつた。

本発明者らはスピンナの直径を実質的に大きくするとマ
ツト（フエルト）により良好な性質を与え、しかもスピ
ンナの寿命を実質的に短縮しないことを見出した。

直径600mmのスピンナを使用することによりすぐれた結
果が得られ、実質上それよりも大きいスピンナを使用で
きる。本発明の利点は500mmよりも実質上大きいスピン
ナ、そして約550mm〜約1500mmの直径をもつスピンナに
よつて達成される。スピンナの直径の好適な範囲は600m
m〜1000mmである。

小さいスピンナで従来から使用されてきたスピンナの回
転速度から著しく異ならない遠心加速力を与えるスピン
ナ回転速度、例えば約8,000〜14,000m/秒²の範囲内の回
転速度を選択することによつてスピンナの寿命は実質上
影響を受けない。

本発明は上述のようにスピンナ直径の好適な範囲を考慮
して約4000〜約20,000m/秒²内のスピンナ周縁壁での遠
心加速度を生ずるスピンナ回転速度を使用すること意図
するものである。遠心加速力は約6000〜約16,000m/秒²
の範囲内にあるのが好ましい。

第６図のグラフは約10,000m/秒²の実質上一定の遠心加
速度での種々の寸法のスピンナについて得た結果を説明
するものである。ミクロネール値2.5、3.0、3.5及び4.0
（5gの下で）に対してフエルト生成物単位面積当りの質
量の逆数で表わした繊維の品質は500mmより大きいスピ
ンナ直径での曲線の傾斜の変化によりグラフに示される
ように顕著に改善される。

同一品質の熱絶縁材料に対する重量の差は、繊維が細く
なればなる程、換言すればミクロネール値Ｆが小さくな
ればなる程、スピンナの直径が大きくなるにつれて一層
顕著である。従って500mmより大きい直径のスピンナの
使用は生成した繊維がより細くなるから一層有利であ
る。

5gに対して2.5のミクロネール値の細さの場合は改善は
非常に顕著でる。こうして、例えば400mm直径のスピン
ナを600mm直径のスピンナに代えることによつて５％程
度の重量の減少が達成される。

第６図は再びこれらの改善は先行技術のスピンナを使用
して得られた結果から予想できないことを示すものであ
る。事実、第６図の曲線は実質上約400mmより大きいと
ころで初めて顕著に上昇し始める。400mmより小さい直
径のところでは直径が増大しても測定の精度を考慮すれ
ば検出可能な有意な変化を伴わない。

上述のスピンナ直径及び遠心加速度の好適な値を考える
と、スピンナの周縁速度は約50m/秒〜約90m/秒であるの
が好適である。周縁速度は約55m/秒〜約75m/秒の範囲が
一層有利である。

繊維の製造に大きな影響を及ぼす他の因子はバーナの圧
力である。このバーナの圧力の調整は繊維の細さに直接
影響を与え、またバーナ圧力に繊維化方法のエネルギー
消費量が依存する。

第１図に示すようなタイプのバーナを使用するときのバ
ーナ圧力の好適な範囲は100mm水柱計器圧〜900mm水柱計
器圧で、好適な圧力は200mm水柱計器圧〜600mm水柱計器
圧である。これらのガス圧力でのガス速度は通常150m/
秒未満で、前記最低の圧力の場合のガス速度は100m/秒
以下である。200m/秒を越えるガス速度は最良の製品を
得るために適当ではない。本発明者らはある細さの繊維
を製造するのに必要なバーナ圧力はたとえ遠心加速力が
増大しなくてさえもスピンナの直径の増大の関数として
減少することを見出した（この理由は完全には解つては
いない）。この因子は従来より大きな直径のスピンナを
使用する時に気付いた繊維品質の改善の理由の一つであ
る。事実、小さいバーナ圧力は延伸用ガス噴射流の使用
下での繊維破断の危険を減少させる。

激しくないガス流は繊維の衝突または繊維同士の付着の
危険は減少すると考えることができる。本発明による生
成物では上記激しくないガス流はより長い規則的な繊維
を生成させる。

上述の繊維の品質の改善は所定の熱絶縁性及び細さを得
るために必要な重量の軽減に起因するものであろう。

バーナ圧の減少も所定量の繊維を生産するためのエネル
ギー消費量を減少させる。

ガラス繊維の製造について本発明者らにより行われた研
究の結果を第７図のグラフに示すが、この第７図のグラ
フはスピンナの直径が増大するとエネルギー消費量が著
しく減少することを示している。このグラフは10,000m/
秒²の一定の加速度下のグラフである。これらの実験に
おいてスピンナ壁上のオリフイスの密度、オリフイスの
寸法、オリフイス当りの繊維引出し量、製造された繊維
の細さは同一である。

第７図のグラフは非常に細い繊維（5gでのミクロネール
値３）に相当する。特に、本発明の条件下では、換言す
れば500mmより大きい直径のスピンナを使用すれば熱の
消費量は1500kacl/kg以下であるのに対し、300mm直径の
スピンナを使用して製造した繊維の場合には熱の消費量
は例えば1750kacl/kgである。

繊維延伸用ガス噴射流の生成のための熱消費量は繊維製
造の際に消費されるエネルギーの多量割合量を占めるも
のであることに留意されたい。これは全熱消費量の少な
くとも4/5を占める。従ってこの消費量が減るとガラス
繊維の生産コストに非常に大きな効果をもつ。

熱消費量を繊維の同じ品質と対応させるとすると、製造
される繊維の量は同じではないことが強調されるべきで
ある。こうして同じ品質の繊維が製造される条件下では
直径300mm、400mm及び600mmのスピンナからは10メート
ルトン／日、13.5メートルトン／日及び20メートルトン
／日の繊維がそれぞれ製造される。従って、熱消費量に
ついての経済性の利点が生産速度増大によつて得られる
経済性に付加される。

バーナリツプ44の巾は約５〜20mmの範囲内が好ましく、
好適には約8mmである。バーナ温度は約1300℃〜1700℃
で、約1500℃の温度が好ましい。

本発明で考慮するスピンナを使用すると、マツト（フエ
ルト）の繊維の分布が改善されること、並びにフエルト
中の繊維の配向性が改善されることが観察される。

先行技術で得た生成物と本発明の装置で得た生成物につ
いての測定を行つた。

生成物の内部における繊維分布を測定するには数種の方
法がある。そのうちで最も簡単な方法の一つは下記の通
りである：生成物を一連の小さな平行六面体または立方
体（例えば25×25×45mm）に切断し、それらの重量を個
々に秤量する。各立方体の重心にかかる局部単位体積の
重量として表わすことができる立方体毎に異なる重量は
繊維分布の三次元像を与える。比較を更に便宜にするた
めに、立方体の平均重量からの標準偏差（偏差の２乗の
平均値の平方根）を得ることにより繊維分布の偏差（C
v）を計算する。

こうして、例えば先行技術により造つた製品では6.1％
という非常に有意な偏差Cvが測定されたが、本発明の装
置で造られた製品のCvは2.6％であつた。従って分析し
たサンプル中の繊維の分布は本発明により製造した製品
の方が実質上非常に良好であつた。

第３図に示す本発明によるサンプルはコンベア上に比較
的均一な繊維分布を示しているが、この図は相対的に大
きな直径のスピンナは繊維がコンベア上のマツト（フエ
ルト）に到達する前に繊維がベール状（環状幕状）に充
分に拡がることを示している。図示の態様ではコンベア
はの巾は狭いからベール状に拡がった繊維はフエルトの
巾全体を覆い、ベール状繊維の端縁部の繊維は収納室
（収納フード）70の側壁に衝突し、再び内側に向けられ
て比較的均一な厚さのマツト（フエルト）71を生ずる。
繊維の沈積の際の外乱は最少であるから、繊維は大部分
はコンベアの方向に対して平行に配向される。

これに反して、第２図にコンベアの横断面を示す先行技
術によるサンプルでは繊維が不均一に分散され且つ繊維
の配向も繊維分散装置がないと無秩序である。スピンナ
の大きさ以外は同じ条件下でもコンベア上のベール状繊
維の拡がりは狭すぎて収納室の側壁に到達することはで
きず、多量割合の繊維がコンベアの中央部に沈積し中央
部で厚く両サイドで薄い不均一なマツトを生ずる。更
に、第３図に示すような大きなスピンナを使用して造つ
た時の生成物とは異なつて、コンベアの近くのベール状
繊維の端縁部付近ではかなりの外乱が生じ、この外乱に
より繊維の無秩序な沈積を生じ、繊維の配向性は本発明
の装置で生ずる繊維の配向性よりコンベアに平行な繊維
は明らかに少ない。

上述の繊維分散の難しさは周知であり、繊維の分散を改
良するために種々の技法及び装置が提唱された。

非常に巾の広いコンベアの場合にはコンベアの横方向に
２個、または３個またはそれ以上の繊維化装置組体（ス
ピンナ組体）を配置することが可能である。しかし、こ
のような配列は理論的には繊維に均一な分布を可能にす
るが、事実は、例えばスピンナを交換するためにどれか
１つの繊維化組体の運転を停止するとこの停止により繊
維の分布に対する外乱が引起こされ、その繊維化組体の
運転停止中の全期間に亙つて他のすべての繊維化組体に
よつて造られた製品がきず物になるという大きな欠点を
もつ。この理由のために、一般にコンベアの長手方向に
一列に繊維化組体すなわちスピンナ組体を配列するのが
好ましい。その理由はこの場合には一つの繊維化組体の
運転を停止しても繊維の分布に顕著な影響を及ぼさない
から、停止した繊維化組体に対応する生産量だけ生産量
が減るだけで繊維の製造を続行できるからである。

このように配列された繊維化組体の場合、繊維のより良
い分布を得るために種々の補助分散設備が使用される。
これらの補助分散設備の中には収納室の両脇に設けられ
たブロワ（米国特許第3,030,659号）、誘発空気を制御
するための振動式もしくは交番式ブロワまたは方向そら
しシャツタ（米国特許第3,255,943号）、ベール状繊維
振動用導管（米国特許第3,830,638号）及び繊維化機械
の振動設備（米国再発行特許第30192号）がある。これ
らの設備は繊維のより良い分散を与えるが、一般にそれ
らは、それらがない時よりも、収納室により大きな外乱
を導入し、かくしてマツトの繊維層中の繊維の配向性が
劣つたものとなる。繊維の配向は熱絶縁性繊維媒体の場
合極めて重要であり、コンベアに平行な繊維の配向は最
良の熱絶縁性を与えるから、補助分散装置を使用するこ
とはできるだけ制限することが好ましい。こうした理由
から本発明による大きなスピンナにより製造される非常
に大きなベール状繊維は繊維マツト（フエルト）の品質
を最適化するのに重要な因子である。更に、本発明の場
合には補助分散装置を減少させるか或は狭いマツト（フ
エルト）の場合には補助分散装置を廃止することがで
き、それらを稼働させるためのコストを節減しまたは無
くすことができる。

コンベアの位置でベール状繊維の巾が拡大することは単
にその元の巾すなわちスピンナの直径を単に大きくした
場合より著しくすぐれている。

スピンナの直ぐ下でのベール状繊維の形は、第３図に示
すベール状繊維ではスピンナの下でのくびれは比較的少
ないが、第２図に示すベール状繊維ではこの区域でかな
りくびれているから第２図の場合より第３図の方が好ま
しい。

本発明による種々の実施態様の実施例及び比較例を含む
例を下記に示す。例１は比較例であり、例２〜４は実施
例である。

これらの例は１日当り20メートルトンの同じガラス引出
し速度で本発明の装置により得られる製品は著しく優れ
ていることを示す。

例１と例２とを比較すると同じ熱絶縁性に対して本発明
による製品（例２）の密度は例１のものより小さく、圧
力も低いからエネルギー消費量もまた少ない。

例３は大きな直径の例２と類似の成績を示す。繊維の細
さ及び単位面積当りの繊維量はやはり改善されている。

例４はスピンナの直径を更に大きくした時の他の実施例
を示す。この例４で得た製品の繊維の細さ及び密度は特
に小さい、すなわち繊維は極めて細くて所定の程度の熱
絶縁性を得るのに必要な繊維の量が著しく少なくなるこ
とを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスピンナ組体及びバーナを示す部
分縦断面図、第２図は従来技術の小直径スピンナ及び繊
維捕集コンベアの操作を示す概略説明図、第３図は本発
明による大きな直径のスピンナで操作する第２図と同様
な説明図、第４図は下に配設されるコンベアに対して多
数のスピンナを配列したスピンナの平面図、第５図はス
ピンナ及びコンベアの概略側面縦断面図、第６図は繊維
の種々のミクロネール値に対してスピンナの直径の関数
としての生成フエルト単位面積当りの質量の逆数を示す
グラフ、第７図は一定の遠心加速力で製造した繊維に対
する直径対消費エネルギーの関係を示すグラフである。
図中： 10……スピンナ、12……（スピンナ）周縁壁、18……
（スピンナ）上面部、20……ハブ部分、22……（中空）
軸、24……溶融ガラス流、26……バスケツト、32……ス
ピンナ部材、34……（バスケツト）側壁、36……オリフ
イス、38……（溶融ガラスの）流れ、40……オリフイ
ス、41……（溶融ガラスの）流れ、42……バーナ、44…
…（環状噴射流形成用）ノズル、46……（バーナ42）の
ケーシング、48……ライニング、50……燃焼室、54……
内側ノズルリツプ（リツプ）、56……外側ノズルリツプ
（リツプ）、54a,56a……冷却溝孔、62……高周波誘導
加熱リング、64……噴射冠、66……冷却通路、68……環
状通路、70……収納室（収納フード）、71……フエルト
（マツト）状ガラス繊維、72……コンベア、74……吸引
箱。

フロントページの続き (72)発明者 フランソワ・ブ−ケ フランス国60290ランテイニイ・リユ−・ ウ−・ヴアイアン30 (56)参考文献 特開 昭56−78443（ＪＰ，Ａ) 特公 昭36−12216（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭39−9197（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質上垂直な軸（22）のまわりに回転する
   500mmより大きい直径をもつスピンナ（10）；スピンナ
   を回転させる装置；延伸されうる溶融物質の流れ（24）
   をスピンナ中に導いて該スピンナの周縁壁内面上に導く
   装置；スピンナ周縁壁に設けられた、溶融物質がフイラ
   メント（41）の形態で通過する多数のオリフイス（4
   0）；及び溶融物質のフイラメントが延伸されるのに充
   分な期間それらフイラメントを延伸されうる状態に維持
   するのに充分な高温度で且つ100〜900mm水柱計器圧の出
   口圧力で環状噴射流をスピンナ周縁壁の外側部分の近く
   に下方に向けて噴射する噴射用の内部燃焼バーナを備え
   てなる、熱可塑性物質から遠心力及びガス延伸による熱
   絶縁用繊維製造装置。
2. 【請求項２】スピンナ（10）の直径が550mm〜1500mmで
   ある特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. 【請求項３】スピンナ（10）の直径が600mm〜1000mmで
   ある特許請求の範囲第２項記載の装置。
4. 【請求項４】内部燃焼バーナの圧力が200〜600mm水柱計
   器圧である特許請求の範囲第１項記載の装置。