JPS6235981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、高速気流を利用してガラス、岩綿等
の溶融無機質繊維原料から連続した無機質繊維を
紡糸する方法並びに装置に関する。 従来の溶融繊維原料から繊維を製造する方法と
しては火焔法、遠心法、高速回転法などがあり、
無機質繊維に対しては火焔法が一般的である。こ
の火焔法は石油燃料を使用しバーナなどによる高
速の火焔でもつて溶融無機質原料例えば溶融ガラ
スを吹き飛ばして微細化したガラス繊維をつくる
ものであつた。この方法は火焔吹き飛ばしによる
ため長尺繊維が得られず、また大量の石油燃料を
使用するため特に最近の石油事情等に鑑み生産性
が悪いものであつた。そこで石油を使用しないも
つと生産性の高い製法が望まれ、最近になつてジ
エツト気流を利用した高速繊維紡糸法が研究され
ている。溶融ポリマーを紡糸した有機質繊維に関
しては、例えば「エアージエツトノズルによる高
速紡糸について」（繊維学会誌、Vol30、No.２、
1974）に報告されている。しかしながら無機質繊
維に関しては上記方法によつても充分な生産性が
得られずその工業化をみるに至つていない。 本発明者は、以上の実状に鑑み高速気流を利用
する無機質繊維の製造に関し、その生産性の向上
と長繊維化につき研究を重ね、所要長の導糸管、
該導糸管に接続連通する所要長の加速管および両
管の接続部において高圧空気の噴出が加速管中心
に収斂するようになされた高圧空気噴出用の截頭
円錐状スリツトからなる特殊な組合わせを用いる
ことが極めて良好な結果をもたらすことを知見し
本発明の完成をみるに至つたものである。 すなわち本発明による長尺無機質繊維の紡糸方
法は、溶融炉の底部に設けたノズル孔から溶融し
た無機質繊維原料を糸状に流下させ、その固化繊
維部分を前記ノズル孔の下方に垂直に配置した導
糸管の上部開口から導入し、該導糸管の下部開口
外周面に形成される倒立截頭円錐状のスリツトか
ら前記導糸管に接続連通する加速管中に高圧空気
を管中心に収斂する如く噴出せしめ、前記導糸管
および加速管中に導かれる前記固化繊維部分にこ
れら管中に起生される高速気流に基づく引張力を
作用せしめることにより無機質繊維を連続的に紡
出することを特徴とするものであり、また上記方
法を実施するための紡糸装置は、無機質繊維原料
を溶融し、該溶融原料を糸状に流下させるための
ノズル孔を備えた溶融炉と、前記ノズル孔から流
下する溶融原料の固化繊維部分を導入する上部開
口を有しノズル孔の下方に垂直に配置された導糸
管と、該導糸管の下部開口外周面との間に倒立截
頭円錐状のスリツトを形成せしめかつ該スリツト
を通して高圧空気を噴出せしめるための高圧空気
室と、前記導糸管の下部に接続連通するとともに
前記スリツトからの高速空気の噴出が管中心に収
斂するようになされた加速音とからなり、前記導
糸管および加速管中に導かれる前記固化繊維部分
にこれら管中に起生される高速気流に基づく引張
力を作用せしめることにより無機質繊維を連続的
に紡出するようにしたことを特徴とするものであ
る。 本発明においては、溶融炉底部のノズル孔から
糸状に流下する溶融無機質繊維原料の固化繊維部
分が導糸管および加速管中に導入通過せしめられ
る際に、導糸管および加速管中に起生される高速
気流に基づく引張力作用を受けて高速かつ連続的
に引出され、しかも導糸管および加速管とは非接
触状態で安定的に維持されるので機械的な無理が
加わらず、したがつて製造過程における切断が少
なく連続せる無機質繊維が得られる。また流下す
る溶融原料の固化繊維部分を導糸管に導入するよ
うにしている関係上、ノズル孔の数をふやして１
本の導糸管に１本乃至数10本の固化繊維部を導入
することができる。このように導入する繊維数が
複数本の場合でも繊維相互がからみ合うことなく
円滑安定した紡出が行なわれ生産性を一層向上す
ることができた。 以下本発明を連続せるガラス繊維を製造する実
施例について図面を参照の上詳細に説明する。 第１図において、１は原料ガラスの溶融炉であ
り、例えばソーダ、石灰ガラスの場合は1100℃乃
至1400℃の溶融ガラスが貯溜される。溶融炉１の
炉底に設けられたノズルプレート２に設けたノズ
ル孔３を貯溜溶融ガラスにまで通ずると該ノズル
孔３から重力作用により溶融ガラスが糸状に流下
する。ノズル孔３の直径は１mm乃至６mmで孔径の
大きさにより流下する溶融ガラスはノズル孔３の
下方30mm乃至60mmで固化繊維部分となり、該部分
をノズル孔３の下方に適当な距離例えば200mm乃
至1000mm隔てて垂直に配置された内径２mm乃至４
mm、長さ150mm乃至1300mmの導糸管４中へその上
部開口５から導入する。導糸管が短い場合は吸引
力が弱く、又長すぎる場合は空気及び繊維が管内
を通過する際に生じる管内抵抗が増加し、吸引力
も弱くなるため好ましいことではない。 第２図に示すように導糸管４の下部には開口６
を有し導糸管の一部をなす口金７が取付けられて
おり開口６の外周面は倒立截頭円錐状をなしてい
る。導糸管４の下部および口金７を包囲して倒立
円錐状の下部内面を有する高圧空気室本体８およ
び該本体８に取付けられる密封蓋９からなる高圧
空気室１０が配設され、前記口金７の開口６外周
面と前記本体８下部内面とによつて倒立截頭円錐
状のスリツト１１を形成している。 前記口金７は本体８の円筒内部に螺合装着され
ており、口金７を回動することにより前記スリツ
ト１１のスリツト幅を任意に調節設定することが
できる。スリツト１１の垂直線に対する傾斜角は
15゜乃至30゜にとり、またスリツト１１のスリツ
ト幅は0.2mm乃至1.5mm、特に好ましくは0.2mm乃至
0.5mmにとるのが適当である。 高圧空気室１０にはコンプレツサー１２、圧気
溜１３等を介して除塵・除油されたた圧力３Kg／
cm²乃至７Kg／cm²の高圧空気が供給されるように構
成されている。また前記導糸管４の下部開口６に
接続連通する加速管１４が設けられる。該加速管
１４は前記本体８の下方部分とこれに螺合取付け
られた管部材１５によつて構成されている。該加
速管１４の長さは導入される固化ガラス繊維部分
に適正な引張力を作用せしめるのにきわめて重要
な意味をもつものであり、前記スリツト１１の傾
斜角にもよるが、開口６から40mm乃至150mmの範
囲に選定される。加速管１４の内径は導糸管の内
径に略々等しいか僅かに大きめ（３mm乃至５mm）
にするのがよく、これらの管は互いに連通しその
最上端と最下端は共に大気中に開放している。加
速管は直管又は下端が広径の異径管やラツパ管形
状のものが好ましい。 高圧空気室１０から倒立截頭円錐状のスリツト
１１を通して高圧空気が40／min乃至500／
minの容量をもつて噴出されるが、該噴出は加速
管１４の中心に収斂し加速管１４中に導かれた固
化ガラス繊維に対し下方への引張力を及ぼす。こ
れと同時に導糸管４に対してはエジエクタ効果を
及ぼして負圧を生ぜしめ導糸管４中においても高
速気流を起生する。加速管が短かすぎる場合には
加速管中の高速気流部分が短かくなることに起因
すると推定されるが固化ガラス繊維に対する引張
り効果がかえつて低下し、また長すぎる場合には
管抵抗が大となつて内圧が高まり導糸管内を負圧
にする効果が得られず長尺のガラス繊維の連続的
な製造に支障をきたすので加速管の長さは適正な
値に選定しなければならない。 以上説明した構成の本発明によれば、連通接続
部において倒立截頭円錐状のスリツト１１を設け
た導糸管４および加速管１４を備え、前記スリツ
ト１１から加速管中心に収斂する如く高圧空気を
噴出せしめることにより導糸管４および加速管１
４中に導かれる固化ガラス繊維部分にこれら管中
に起生される高速気流に基づく引張力を作用せし
め、これにより流下ガラスは延伸されながら引き
出されて繊維径が３μｍ乃至25μｍのガラス繊維
を安定した状態で連続的に紡出することができ
る。このような安定したガラス繊維の紡出は、一
般に管中の気流が中心部ほど速く管壁近傍に比較
して圧力が相対的に低いため導糸管および加速管
内でのガラス繊維は管の中心部に維持され管壁に
接触することなく管中のガラス繊維全長にわたり
高速気流に基づく引張力が作用することによるも
のであり、本発明により始めて従来法によつては
得られない連続せるガラス繊維を得ることができ
たのである。 実施例 １ 第１図に示す紡糸装置において導糸管１本に付
き１本の固化繊維を導入し加速管長l₂＝60mm、ノ
ズル孔から導糸管上部開口までの距離l₃＝1000mm
とし、導糸管内径d₁＝２mm、加速管内径d₂＝３
mm、倒立截頭円錐状スリツト傾斜角α＝20゜、ス
リツト幅Ｗ＝0.5mm、空気圧Ｐ＝５Kg／cm²、ノズ
ル孔径d₃＝３mm、溶融ガラス温度ｔ＝1300℃とし
て導糸管長l₁を300mmから1000mmとした場合に導
糸管長l₁に対する紡糸速度ｍ／min、紡糸量ｇ／
Hr（導糸管１本当り）、繊維径μｍは第１表に示
すとおりであつた。

【表】 実施例 ２ 第１図に示す紡糸装置において、導糸管１本に
対して１本の固化繊維を導入し、次記の条件下で
連続した長繊維のガラス繊維を紡糸した。 溶融ガラス温度 ｔ＝1320℃ ノズル孔径 d₃＝３mm 空気圧 Ｐ＝５Kg／cm² スリツト傾斜角 α＝20゜ スリツト幅 Ｗ＝0.2mm 導糸管内径 d₁＝２mm 加速管内径 d₂＝３mm ノズル孔から導糸管上部開口までの距離 l₃＝300mm 加速管長 l₂を100mm乃至150mm 導糸管長 l₁を150mm乃至1150mm この場合のl₁、l₂に対する紡糸したガラス繊維
の紡糸速度ｍ／min、紡糸量ｇ／Hr（導糸管１本
当り）、繊維径μｍは第２表に示すとおりであつ
た。

【表】 実施例 ３ 第１図に示す紡糸装置において、 導糸管１本に対して １本又は５本の繊維を導入 ノズル孔径 d₃＝2.5mm 加速管長 l₂＝125mm とし、他は実施例２と同様の条件下で連続した長
繊維のガラス繊維を紡糸した。 この場合のl₁に対する繊維１本当りの紡糸速度
ｍ／min、導糸管１本当りの全紡糸量ｇ／Hr、繊
維径μｍは第３表に示すとおりであつた。

【表】

【表】 上記実施例１及び２においては１本のガラス繊
維の連続紡糸について説明したが、実施例３に説
明の如く溶融炉のノズル孔数をふやし複数本のガ
ラス繊維を同時的に紡糸することも可能であり、
また原料としてガラス以外に岩綿、スラグ、セメ
ント・ガラス混合物の他シリカ、アルミナ・シリ
カ等の無機質繊維原料に対しても等しく本発明を
適用することができる。特にガラス繊維の紡糸に
おいては従来法に比し長繊維が得られることおよ
び生産性が高められることの二点においてその効
果は顕著なものがある。 さらに本発明によれば、従来の如く、巻取ドラ
ムを用いることなく長繊維を連続的に紡糸しうる
ので、任意の形状、寸法のマツト・ウールを容易
に成型することができる。本発明の長繊維はマツ
ト材、断熱吸音材の他、プラスチツクやセメント
の強化材にも有効に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による長尺無機質繊維の紡糸方
法を実施する装置の説明図、第２図は本発明装置
の高圧空気室部分を示す拡大断面図である。 １……溶融炉、２……ノズルプレート、３……
ノズル孔、４……導糸管、５……上部開口、６…
…下部開口、７……口金、８……高圧空気室本
体、９……密封蓋、１０……高圧空気室、１１…
…倒立截頭円錐状スリツト、１２……コンプレツ
サー、１３……圧気溜、１４……加速管、１５…
…管部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融炉の底部に設けたノズル孔から溶融した
   無機質繊維原料を糸状に流下させ、その固化繊維
   部分を前記ノズル孔の下方に垂直に配置した導糸
   管の上部開口から導入し、該導糸管の下部開口外
   周面に形成される倒立截頭円錐状のスリツトから
   前記導糸管に接続連通する加速管中に高圧空気を
   管中心に収斂する如く噴出せしめ、前記導糸管お
   よび加速管中に導かれる前記固化繊維部分にこれ
   ら管中に起生される高速気流に基づく引張力を作
   用せしめることにより無機質繊維を連続的に紡出
   することを特徴とする高速気流による無機質繊維
   の紡糸方法。 ２ 無機質繊維原料を溶融し、該溶融原料を糸状
   に流下させるためのノズル孔を備えた溶融炉と、
   前記ノズル孔から流下する溶融原料の固化繊維部
   分を導入する上部開口を有しノズル孔の下方に垂
   直に配置された導糸管と、該導糸管の下部開口外
   周面との間に倒立截頭円錐状のスリツトを形成せ
   しめかつ該スリツトを通して、高圧空気を噴出せ
   しめるための高圧空気室と、前記導糸管の下部に
   接続連通するとともに前記スリツトからの高圧空
   気の噴出が管中心に収斂するようになされた加速
   管とからなり、前記導糸管および加速管中に導か
   れる前記固化繊維部分にこれら管中に起生される
   高速気流に基づく引張力を作用せしめることによ
   り無機質繊維を連続的に紡出するようにした無機
   質繊維の紡糸装置。