JPH0159219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、部分的に繊維化した無機材料塊の捕
捉方法及びその装置に関するものである。 従来の技術 無機繊維は、無機材料塊から各種の方法で製造
することが可能で、基本的には (a) ドローイング（drawing）操作によるもの (b) ブローイング（blowing）操作によるもの (c) スローイング（throwing）操作によるもの の３種類の方法がある。 このうちドローイング操作によるものは、繊維
化されていない部分が事実上存在しない繊維体を
得ることができ、また若干の例外はあるが繊維の
形成を高温ガス流中で行うブローイング操作の場
合にもこのことは云い得る。 ところが、スローイング操作による繊維の製造
においては、いわゆるシヨツト（小粒、以下パー
ルという）が形成されるため供給する無機材料塊
のうち部分的にしか繊維化は行われない。 繊維の特性をはなはだしく損うことなしにこの
種のパールを除去するために、一般的に繊維化工
程において既に分離が試みられ、通常は繊維化が
生ずる場所を離れはじめる時に部分的に繊維化さ
れた材料を空気またはガス流で偏向させることが
行われている。 しかしながら、この分離方法は実際には完全な
ものではなく、最良の場合であつても少量の繊維
を含んだパールリツチの第１区分と少量のパール
を含んだ繊維リツチの第２区分とに分けられる程
度であるが、大方の目的に対してはこのような２
分割はある程度利用し得るものである。 この事実を具体的に第１ａ図および第１ｂ図を
用いて説明すると、第１ａ図はあまり成功とは云
えない分割で領域Ａで示すパールは、領域Ｂで示
す繊維から不完全に分離されている。２領域Ａお
よびＢに共通の領域Ｃはパールと繊維が混合して
いる材料の部分的に繊維化された流れの部分であ
る。 同様にして第１ｂ図は相当成功した分離を示し
共通領域Ｃは材料の全体の流れのごくわずかの部
分となつている。 この分割は、一方の区分が他方よりも更に純粋
となる様に移動することができる。これを第２図
に示す。この図中でも同様に領域Ａはパールを示
し領域Ｂは繊維を示す。今材料の流れが線ａ−ａ
で示す様に分割されたとすると、２部分が得られ
一方は繊維よりも多量のパールを有し他方はその
反対の性質を有する。線ｂ−ｂで示す様な分割を
することができたとすると、一方の流れはパール
のみとなり他部分の流れは繊維と若干のパールを
含むこととなろう。好ましい今一つの可能性のあ
る分割は線Ｃ−Ｃで示されるが全然パールのない
繊維部分となる。 無機繊維の通常の用途、例えば絶縁のためと
か、単なる補強用の目的に使用する場合では多少
のパール部分が存在していても特に不利をもたら
すものではなく、この種目的の場合には、繊維部
分が多いものを使用すればよい。 二相間の分割は、通常線ａ−ａと線ｂ−ｂの間
のどこかでなされるが、線ｂ−ｂにおける分割は
線Ｃ−Ｃにおけるのと同じように現在の製造工程
においては実際には到達し得ない仮想的な分割線
を示しているものである。 パールを極力含まない繊維体が必要とされる様
な用途、例えば重合体材料に対する補強用に使用
する場合には、実際上は分割線を線Ｃ−Ｃに位置
させることはできず、また仮にこのような分割は
領域Ｂで表示された繊維のうち線Ｃ−Ｃの左側に
ある大量繊維部分のロスをもたらすものである。 最善の大量の繊維を使用できる様にするため
に、従来は、殆んどの繊維が一方の区分に入る様
な分割線を位置させる以外に方法はなかつた。こ
の区分は、当然大量のパールを含有することとな
るが、その後、好ましくは分散媒体としての湿潤
剤によつて水浴中に材料が分散される次の工程に
送られる。水浴中に供給された繊維束はペレツト
状構造のウール形状を屡々有する。この繊維束を
水浴中に分散させると、ペレツトは別々の繊維に
離解される。上述の様にして得た分散物は次いで
更に正確に作用する分離工程、例えばある形式の
ウエツトサイクロン、にかけられる。この工程が
完了するまでは純粋な繊維束は得られない。 この様にして得られた繊維束は製造された繊維
を含んではいない。損失となつた繊維は主として
パール中にあり、その小部分をなしている。特別
な分離工程でパール中から上述の繊維を分離する
ことも可能ではあるが、この繊維はその良好な性
質の殆んどを失つてしまう様な熱的および機械的
歪を受けているし、更に、特別の分離工程のため
に繊維の付加的な付活と破壊をもたらす。 この複雑な問題は、第２図の線ｄ−ｄで示す領
域で分割を行うことにより完全に回避することが
できる。 即ち、これは非常に強いガス流によつて達成で
きるが、一方流速の強さに応じて乱流を作り、ペ
レツト形成と繊維のもつれという問題をもたら
す。このときのペレツトは、おそらくパールを含
むであろうし、これらを分離するのには繊維を完
全に別々に分離する必要がある。この場合には一
方では不必要な機械的操作を必要とする不利益が
ある。 このように、ペレツトを形成している繊維は、
仮にパールがないとしても絶縁や単なる補強目的
とした用途以外の用途には向いていない。 ところで、繊維化された材料を液体流のジエツ
トないしは流れ、特に水流や水ジエツトで偏向す
ることが可能であることが見出された。 発明の開示 この事実を用いて、本発明は、無機物ブルーム
が供給された回転フイブリル化輪から投出された
部分的に繊維化した無機材料塊を捕捉する方法お
よび装置に到達したものである。 本発明では、上述のように液体流の流れないし
ジエツトを用いて形成された繊維を偏向する点に
特徴を有するものである。 この場合液体流は繊維化工程を妨害することは
なく、むしろ繊維に対して比較的マイルドなガス
流よりも寛容であり、更に、水ジエツトによつて
行う繊維偏向は繊維とパール部分の従来公知の方
法よりも更に鋭い分割を生じ、その状態は第１ａ
図よりも第１ｂ図に示すものに近くなることが認
められた。 液体流を円筒状または円錘状面をなす平らなジ
エツトとして形成することによつて本発明の好ま
しい結果が得られた。平らなジエツトは一方若干
個の別々のジエツトとして形成した方が良く、そ
の端部はフイブリル化装置、特にフイブリル化輪
から射出された材料に出合う前に合体せしめる。
この後者の実施例のジエツトは、これが各場所毎
に流量と流速を変えられる可能性があるので取扱
容易である。なぜならばフイブリル化輪から射出
される材料の量は輪の各所毎に相違しているから
である。無機材料塊が供給される場所近くでその
量は最大であり、周囲にそつて順次減少してい
く。 フイブリル化輪から「投出され」または「射出
され」るという表現は、高速回転するフイブリル
化輪上の溶融無機材料塊が徐々にフイブリル化し
て遠心力により放り出される現象を指している。 この適合化および合理化を行う可能性の大いに
ある本発明の実施例は若干個の平たいジエツトが
相互に重なり合つて別のレベルに各領域内に設け
られ、フイブリル化輪の表面から投出される材料
の方向内で見て覆い合つて重なり合つたパターン
を設ける様にしたものである。ジエツトの重なり
合いが充分に大きいと、その間のつながりが得ら
れ、フイブリル化輪から投出された粒子はすべ
て、水ジエツトが出る別々のノズルへの水の供給
に何等かの中断があつたとしても１個またはそれ
以上のジエツトで付活されるという大きな安全性
を生ずる。 ジエツトはフイブリル化輪の軸に事実上平行と
すべきであるが、これと鋭角をなして好ましくは
ジエツトが相互に収斂するようにしてもよい。 若干個の回転フイブリル化輪が無機材料塊を繊
維化するのに協同している場合、空気またはガス
流を使用している従来公知の装置と同様に輪の組
合わせの外周に水ジエツトを設ける。 水が湿潤剤を含んでいるときは有利であること
がわかつている。これによつて繊維が束ないしペ
レツトを作る傾向を減少ないし除去する。 本発明は例えばガラス、金属のほか輝緑岩、石
灰石、砂岩、スラグなどの融溶物を対象とするも
のである。 以下、図面を用いて説明する。 実施例 第３図において、無機材料塊をフイブリル化す
るいわゆるつむぎ車である２個の車輪１，２を有
するフイブリル化装置を示す。これらの車輪はそ
れぞれ矢印３および４で示す方向に回転してい
る。樋から無機材料塊６は流下して車輪１に出合
う。車輪１から無機材料塊の一部は力の作用でフ
イブリル化輪２に移転され、材料塊のその他の部
分はこれが最初に出会つた車輪に残留する。遠心
力によつて無機材料塊は２個の車輪から切線方向
に投出されて多数の繊維が形成される。 図において、この種の繊維束は誇張して示して
ある。実際には数千本の繊維が２個の車輪上で同
時に形成されるが、簡単にするためにこれらは省
略した。 この様にして車輪の表面から投出された繊維７
に対して、事実上水から或るジエツト８が導びか
れる。ジエツト８は導管１１を介して給水される
ノズル１０の開口９から噴出する。ジエツトが繊
維７にあたる場所において、繊維はジエツトによ
つてその以前の運動径路から図の線７′に示す様
に偏向される。勿論、図示のノズル１０は車輪２
から投出された繊維の一部分だけしか偏向されな
い。相当に広いノズルを使用するが、以下に示す
様に若干本のノズルを使用することが必要であ
る。 第４図は、同様な操作を別の観点から示したも
のである。車輪２はこの場合そのシヤフト１２を
中心として回転する側方からながめられている。
無機材料ウールのリング１３が見られる車輪の表
面から、繊維はほぼ切線方向に投出される。繊維
がジエツト８に出合うと、これらは７′に示す様
に偏向される。第４図に示す様に、ジエツト８は
導管１１から給水されるノズル１０の開口４から
出る。 第５図は２個のフイブリル化輪１および２を示
すが、これらは並置されている。第１輪１にその
パターン面に垂直に落下する無機材料塊６のジエ
ツトが突きあたる。この組合わせ輪はデイフユー
ザ１４に取囲まれ、その中には溝１５があり組合
わせ輪を事実上完全に包囲している。 第６図において、第５図に示すデイフユーザ即
ちノズル１４が一連のノイズ１６に対応する類似
の溝造体を示すがその中で対応する若干個の開口
１７がある。流出が第５図に示す様な連続開口と
なつていず若干個の別々の開口を介して行われて
いるときは、開口を第６図に示す様にすべきであ
る。それぞれ開口１７を有する若干個の分布ノズ
ルが並置して位置している。 第７図にこれらのノズル中の２個を示すがその
他は点線で図示してある。 ノズル１６は、各ノズルからの平らなジエツト
が面内で発散して２個の隣接ジエツト１８が繊維
が流体流に到達する点の前の点１９で出会う様に
配列する。第７図は、ノズルへ制御弁２０を有す
る導管１１から給水される様子を示す。液体媒体
は枝管２１の給水管２２から制御弁２０に供給さ
れる。制御弁２０に付勢することによつて各ジエ
ツト１８はそれによる動力学的力が当該ノズルの
設置されている車輪周辺のその部分の要求に合う
様に調節し得る。車輪周辺の各部は無機材料ウー
ル６のジエツトが供給された場所からの実距離に
応じて溶融無機材料の相当の変化した量を投出す
ることは明らかである。 第８図は無機材料塊６のジエツトが供給される
フイブリル化輪１および２を取囲んで設けられた
開口２４を存するノズル２３の内部セツトに加え
て開口２６を有するノズル２５のセツトを有する
構造を示す。開口２６は開口２４からのジエツト
間の空所をカバーする様に設けられている。 第９図において、無機材料ウールが供給される
繊維化輪２７が矢印２８の方向に回転している構
体を示す。車輪２７は粒子が車輪の表面から投出
される方向と反対の方向に向いた車輪２７の切線
にそつて配列された開口３０を有するノズル列２
９で取囲まれている。開口３０は車輪に近い所に
位置する所は幅広で、車輪とは反対の方向で順次
せまくなる。車輪から投出される方向において
〔第４図で線３１で示す〕開口３０は、すべての
切線が少くとも２個の開口を横切るように重ね合
わされるように配設されている。 発明の効果 以下では、同一材料に対して液体流として水ジ
エツト、比較例として空気を吹きつけた場合の繊
維化の挙動を示した。 なお、水ジエツトは、ノズル幅４mmのノズルを
用い、2.1Kg／cm²の圧力で３時間47分吹きつけ、
一方の空気流は幅20mmのノズルから2200mmH₂O
の圧力で吹き出し４時間21分処理した。

【表】 上の結果から、全繊維生成効率は水の39.3％に
対して空気の場合40.0％と高い値を示している
が、繊維取得率は逆に99.2％対86.4％と格段の差
があり、また繊維回収効率も前者が39.0％である
のに対し後者は34.5％の値に留まつている。これ
は生産量において、およそ13％の差に相当し、操
業上大きな差となることは明らかである。 また、水によつて得た繊維の品質も極めて良好
なものであり、一般の電気絶縁用としての充填物
に使用され得るのみならず合成樹脂成形材の配合
用として充分に利用することができるものであつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図および第２図は一部フイブ
リル化された無機材料塊のパールおよび繊維のそ
れぞれの分離の様子を示した模式図、第３図は本
発明の方法を実施する装置の模式図、第４図は第
３図の装置の一部の軸方向側面図、第５図および
第６図は第３図に示す装置の垂直断面図、第７図
は第６図に示す装置の軸方向展開図、第８図およ
び第９図はそれぞれ本発明の変形実施例を示す図
である。 １，２……繊維化輪、６……繊維化材料、７…
…繊維状材料、８，２４，２６，３０……ジエツ
ト、９，１０，１４，１６，２３，２５，２９…
…ジエツト流供給装置（ノズル）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉱物溶融物を回転するフイブリル化輪に供給
   してここから部分的にフイブリル化した無機材料
   をとり出すにあたり、該フイブリル化輪に対する
   鉱物溶融物の供給方向とある角度を以て液体流の
   ジエツトを導びいてフイブリル化物を掴え他の処
   理工程へ液流によつて送ることを特徴とする部分
   的に繊維化した無機材料塊の捕捉方法。 ２ 繊維材料の偏向が水のみから成る液体流でな
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ３ 液体流が平坦なジエツトとして形成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ４ ジエツトが円筒面または円錐面を形成しそれ
   らの軸が各フイブリル化輪の軸に平行かまたは鋭
   角をなすようにしかつフイブリル化輪の周囲をか
   こむように若干個の平たいジエツトとして形成さ
   れた液体流としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の方法。 ５ フイブリル化輪の軸に対して放射状に当る位
   置の内側に異つた半径の複数のジエツトのセツト
   を設けてあるセツトのジエツトが他のセツトのジ
   エツトの空所にまたがるように配置していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 液体流は相互に重なり合う若干個の平たいジ
   エツト３０として形成され、各ジエツト３０は実
   際のフイブリル化輪に事実上接する面内に位置し
   少くとも１個好ましくは２個の別のジエツトと交
   叉することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ７ 液体流の水が湿潤剤を含んでいることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれ
   かに記載の方法。 ８ フイブリル化輪から投げ出される無機繊維の
   投出し方向に対し直角または直角に近い角度で液
   体媒体のジエツトを供給するために１個または複
   数個のノズルをフイブリル化輪の周囲に配設した
   ことを特徴とする一部フイブリル化した無機材料
   塊の捕捉装置。 ９ 流体媒体のジエツトまたは流れ８を供給する
   装置として加圧水が供給されるノズルを有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の装
   置。 １０ ノズル１０は、好ましくは曲率中心が好ま
   しくはそれの属するフイブリル化輪の中心と一致
   する弧状をしたほそ長い流出開口を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項に
   記載の装置。 １１ 液体媒体を供給する装置はその所属するフ
   イブリル化輪の周辺を取囲んで設けられた若干個
   のノズルから成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項に記載の装置。 １２ ノズル１４は２個の協同フイブリル化輪を
   囲繞して延びる閉止円弧として形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の装
   置。 １３ ノズル２３，２５は相互に半径方向外方に
   設けられた２または若干セツトに取付けられ、１
   セツトのノズルからのジエツト２４，２６は他方
   のノズルセツトのジエツト間の空所をまたぐ様に
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１１項に記載の装置。 １４ ノズルは、相互に重なり合う平らな流出開
   口３０を有する若干個の別々のノズル２９として
   形成され、これらは一個の流出開口３０の切線が
   隣接ノズルから平らなジエツトの少くとも１個、
   好ましくは若干と交叉する様に設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。 １５ 装置は湿潤化剤を含む加圧水のジエツトを
   供給する装置を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第８項ないし第１４項のいずれかに記載の
   装置。