JPS5857374B2 - 繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粘稠状態にある熱軟化性のまたは加熱軟化性の
物質例えはガラス、プラスチック、金属あるいは結晶性
物質から該物質の繊維、特に高粘稠状態のガラスからガ
ラス繊維を製造する方法に関する。

繊維状物質例えばガラス繊維はその用途から二つに大別
される。

一つは断熱用などに用いられる径数ミクロン乃至数１０
ミクロン、長さ数量乃至数１００ｍｍの所謂短繊維と呼
ばれるもので、この製造方法としては従来から第１に遠
心力を利用するもの、第２に粘稠状態から固体状態の一
次繊維を形成したのちさらにそれを加熱するなどして粘
稠状態と同時に吹きとはして延伸するフロー法（又は火
炎法）、第３に粘稠状態から一次繊維を形成することな
く直接に高速カス流によって吹きとはす所謂スリット法
（又は縦吹き法）があった。

短繊維とは異なるもう一つの繊維はＦ ＲＰなとの強化
用として用いられる径数ミクロン乃至数１０ミクロンで
極端に長さが長い所謂長繊維とよはれるもので、この製
造方法としてはドラム巻きとり法が用いられて来た。

又両者繊維を製造することのできる共通の方法として近
年いわゆるトーレーション法（％開昭４９−１２５６３
２）なる方法も提案されている。

元来液状のまたは粘稠な軟化性物質を微細な粒もしくは
繊維にしようとするときには液状物質を高速気流中に位
置させる事によって可能なることは良く知られている。

ブロー法においては一旦形成された一次繊維を高温高速
気流中に連続的に挿入し、一次繊維を高速気流中に加熱
軟化すると同時に高速気流による引きのはしを行ってい
てψ径の細くて長さの長い良質の短繊維が得られる。

しかしながら一次繊維の再加熱軟化と高速気流による延
伸とを同時に行っているため、一次繊維の延伸に必要な
運動のエネルギーと加熱軟化に必要な熱的エネルギーの
バランスかとれず、加熱軟化するに必要なエネルギーを
与えるために（これはガスからガラスへの伝熱の熱効率
が悪いため、特に大量に必要）延伸に必要なエネルギー
以上のガス燃料の使用が必要であった。

この欠点をなくすため一次繊維を高速ガス気流中に挿入
する直前に予熱するなどの改良、（たとえか米国特許第
２６０７０７５号）か試みられて米たか、必ずしも十分
満足できるものではなかった。

遠心法は浴融した加熱軟化性物質を回転するディスクあ
るいはスビーナーに供給し、その周辺の穴又は突起から
遠心力によって出て来る糸状物質を高速気流にて吹きと
はすもので熱経済的には有利であるか、高温の回転機構
部の劣化が速いとか製品の繊維長さが短いなどの欠点を
もつ。

又スリット法又は縦吹き法とよはれるものは溶融した加
熱軟化性物質を流下せしめ、それを高速気流によって吹
きとはすので熱効率は極めて良いか、他方流下する加熱
軟化性物質の流れが高速気流によって分断され易く、高
速気流への粘稠状態にある該加熱軟化性物質の供給がう
まくゆきにくいので、この方法で製造したフィラメント
は太さか不均質で、いわゆる膜（フレーク状ガラス）、
ボール（玉状ガラス）、ショット（太い繊維）などの欠
点の多いものであった。

本発明は従来法のこれらの欠点のない短繊維および長繊
維を効率的に製造することを目的とするものである。

本発明は縦吹き法と同様、加熱軟化性物質を流出せしめ
てそれを高速気流によって吹きとばすのであるが、高速
気流中への加熱軟化性物質の供給に工夫をこらし、縦吹
き法と同様の熱効率でブロー法と同様の品質の繊維を得
んとするものでありその要旨とする所は粘稠状態にある
加熱軟化性物質、特に溶融ガラスを繊維に変えるための
方法において、ノスルからの該物質の流出流を生成する
ことと、該流出流の中心軸のまわりを旋回する成分を有
する気体流を該物質の該流出流に作用せしめ、該流出流
を回転せしめることと、又該ノスル近傍の該物質の流出
方向の引っばり力の大半が該物質の回転による遠心力で
あることにある。

ノスルあるいはスリットから流出する加熱軟化性物質の
流出流をその流出方向に気体流によって吹きとばす縦吹
き法又はスリット法に於ては第１図１に示すように高速
気体流が粘性状態にある加熱軟化性物質をつつむように
加熱軟化性物質の進行方向とほぼ平行に作用している。

該高速気体流は該加熱軟化性物質に向って平行よりもや
や絞るように内側に向っているのが普通である。

この場合、粘性状態にある該加熱軟化性物質はノスルか
ら出た所で円錐形をなしており、その円錐形の先端から
繊維状熱軟化性物質４が飛ひ出しているが、その円錐形
の大きさは時間と共に周期的に変化し断続流となって流
量の不均一を生じ、ショット、膜、ボールなどとよはれ
る未繊維化物５が生じるのが欠点であった。

この原因は次のように考えられる。

即ちノスルから流出した粘性状態にある該加熱軟化性物
質は高速気流の作用を受けて運び去られるが、このとき
該物質が粘性状態にあるためノスルから流出する量より
も多くの量を同時に運ひ去ってしまう。

この瞬間には流量が多くなっているために細緻化が充分
に行われない。

この人きなかたまりが出たあとは該物質がなくなった状
態にあるので、高速気流が作用すず該物質はノスルから
流出するにまかせられる。

やがて流出した先端が高速気流の作用する部分にかかる
と再び高速気流の作用を受けてかたまり状のまま飛び出
すのである。

縦吹き法に於いて上記に述べたような断続流が生じるの
は高速気流がその粘性流動により直接載物質を運び去る
からである。

即ち高速気流の該物質への作用する力は高速気流にさら
される該物質の表面積に関係する故高速気流によって該
物質の表面積が著るしく変化する系においては断続流と
ならざるを得ないのである。

もちろん以上の反復は瞬時に行われている。

このことを防ぐためには該物質に作用する気体流の力を
弱くしなければならないが、そうすると今度は該物質の
延伸が効率的に行われ難く、太い繊維となるので該物質
の流出量か限定され効率が悪くなる。

従って発明者らは鋭意研究した結果、該加熱軟化性物質
を高速気流中に連続かつ定常的に供給し、非常に細くて
長い繊維を効率的に得る方法として、該加熱軟化性物質
にガス気流の延伸作用を作用させるのではなく、ガス気
流によって熱軟化性物質の流れをその中心軸のまわりに
自転回転させ、その回転による遠心力によつ二延伸作用
を与えるのか良い事を見出した。

すなわち本発明は、粘稠物質を流出ノスルから流出させ
、前記流出ノスルの周りに周方向に間隔を置いて配置し
た、すくなくとも３本の気体噴出ノスルから直線状高速
気体流を吹き出させ、ここにおいて前記気体流の各々は
前記物質の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線方
向の成分と、前記物質の流出方向に向ってまず＠記物質
の中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々
に離れて行く成分とを有しており、それにより前記物質
の流出開始部から前記気体流が前記物質の中心軸線に最
も接近する部分までの範囲にある第１の区域において、
前記物質をその中心軸線のまわりに自転せしめるととも
に、その流出方向に向って断面が徐々に減少する実質上
円錐形状にせしめ、そして第１の区域につづく第２の区
域において、前記物質を円錐形状の先端から繊維状にせ
しめて、前記流出方向および半径方向外方にうずまき状
に飛び出させ、その後にこの繊維状の前記物質を前記中
心軸線７５）ら徐々に離れて行く、＃Ｊ記気体流に接触
させて更に引き伸しをおこない、そしてここにおいて前
記気体流が前記物質の中心軸線に最も接近する位置と前
記流出ノスル先端の位置との間の距離は、前記流出ノス
ルの内径の０．２〜１０倍であり、かつ隣り合う前記気
体流の間の角度は、前記物質の中心軸線に垂直な面では
かつて１３５°よりも小さい繊維の製造方法である０本
発明において、まず熱軟化性物質の溶融物を連続的に流
出または放出させる。

この溶融物の流出はるつぼまたはポット内に熱軟化性物
質に溶融し、るつぼの一端に設けた流出ノスルから引き
出すことによっておこなわれる。

溶融物は糸状をなして連続的に流出させるが、糸状溶融
物の流出直後の断面直径は、保持温度における溶融物の
粘性および表面張力ならびにノスルまたは棒の直径など
に依存するけれども、一般に０．５〜１０ｍ７１である
。

溶融物は通常はるつぼ下部に設けたノスルから下向きに
引き出されるけれども、るつぼのノスルを上向け、水平
方向または傾斜させて設けてもよく、溶融物をそのノス
ルから任意の方向に引き出してもよい。

次に流出した溶融物の進行に沿う第１の区域において、
溶融物に対して気体流を接触させる。

この気体流は進行する溶融物の中心軸を横断する断面の
外周の接線方向成分を有するものであり、溶融物か第１
の区域内で外力によって横方向に変位することすなわち
中心軸から半径方向外側に向かって変位することを妨げ
るようなものでなけれはならない。

この気体流を生じさせるために３個またはそれ以上の個
数の気体ノスルを配置させる必要かある。

もし溶融物に対してそれを横方向に変位させようとする
外力が作用しても、気体流か溶融物のまわりに壁を形成
するので溶融物の横方向の変位は防止され、溶融物は限
定された位置に閉じ込められる。

そして隣り合う気体ノスルの各ノスル中心軸間の角度は
溶融物中心軸に垂直な面ではかつて１８０度よりも小さ
いことが必要であり、１３５゜よりも小さいことが好ま
しく１２００以下であることが更に好ましい。

気体ノスルは溶融物か一定の方向に回転しつる向きに設
けなけれはならない０単一方向にのみ気体を噴出させる
気体ノスルを１個または２個用いる場合には、溶融物は
横力向に変位し、従って溶融物を限定された位置に閉じ
込めることは出来ない。

この気体は、進行する溶融物の中心軸に垂直な横断面の
外周に対する接線方向成分を有する。

従ってこの気体流は、この接線方向成分を有するととも
に、溶融物の進行に沿って中心軸に近づくような成分を
も有することが必要である。

というのは両成分を有する気体はその進行方向に沿って
互に干渉し合うことかよりすくなくなり、かつより多く
の溶融物表面に接触する０で、第１区域での溶融物の好
ましくない横方向の変位をより能率的に妨げることがで
きる。

こ０ような気体流を溶融物に接触させると、溶融物は気
体流Ｉこよっである限定された位置に閉じ込められ、そ
して溶融物はその表面と気体流との摩擦によって溶融物
の進行方向の中心軸のまわりに回転（自転）させられる
。

溶融物は流出後に第１区域において気流によってその断
面直径は溶融物の進行に伴って次第に小さく、いイつゆ
る先細り形状または円錐形状となる。

第１区域において溶融物の中心軸から半径方向にはかっ
た気流までの距離が溶融物の進行に伴って次第に減少す
るように気流を制御すれは安定した溶融物の先細り円錐
形状か得られ易いので好都合である。

そして溶融物の回転角速度は溶融物の進行に伴って次第
に増大する。

もつとも細くなった溶融物先端のは径を０．１〜１１ｎ
７ＩＬに保つことが好ましい。

上記接線方向および溶融物の進行方向に沿って中心軸に
近づく方向の両刃白成分を有する気流を溶融物に接触さ
せると溶融物は第１区域内で限定された位置に閉じ込め
られた状態で最も安定した円錐形状を形成する。

溶融物用ノスルの先端と溶融物の先細り先端部との距離
があまりに大きいと流出後の熱軟化性物質の進行か不連
続になって奸ましくないので、この距離は溶融物質用ノ
スルの内径の１０倍またはそれよりも小さいことか好ま
しい。

＠記第１区域よりも溶融物進行の下手の第２区域におい
て、溶融物は第１区域での回転θツカの慣性にもとつい
て回転する。

そして第２区域では溶融物をコーン形状に保持しようと
する前記気流の影響を受けることかすくないので、そこ
における溶融物は、気流によって閉じ込められることな
く、その回転による遠心力によって横力向に、すなわち
中心軸から半径方向外側に向かって飛び出す。

この飛ひ出しの方向は前記中上・軸からみた円周方向で
かつ溶融物の（ロ）転の向きに回動する。

気体流か溶融物の中心軸に垂直な横断面の外周に対する
接線方向だけでなく、溶融物の進行に沿って中心軸に近
づくような成分をも有しているので、第２区域において
横方向に飛び出そうとする溶融物は中心軸から遠さかる
気体流によって更に加速され、かつ＠記回動速度も増大
するのでより好ましい０ 従って第２区域では溶融物の先細りの先端から１本のフ
ィラメント状の熱軟化性物質がスパイラルまたはヘリカ
ルまたはこれらの混合した形のうずまき状となって連続
的に飛ひ出す。

この連続的な各方向への飛ひ出しによって溶融物は引張
力をうけて延伸されそして細緻化される。

先細りの溶融物の先端は前記飛び出しによる引張り力を
受けて連続的にフィラメント状の熱軟化物を供給し、飛
ひ出しによって失われた溶融物の量は第１区域の先細り
形状の溶融物によって連続的に補給される０ 最初の飛ひ出しは気流のわずかな乱れによって、溶融物
かわずかたけ回軸中心板からある方向にはすれると、は
ずれた部分の溶融物には更に大きな遠心力が働き溶融物
かはすれた方向に飛ひ出すことによって始まる。

その溶融物に連続している溶融物もその影響をうけて飛
ひ出そうとするか溶融物自体か回転しているのでそめ飛
ひ出し方向は、はじめの浴融物の飛び出し方向よりは回
転力向にずれることになる。

従って、すくなくとも溶融物の先端の付近においては先
端から１本のフィラメント状の熱軟化性物質か連続して
うずまき状で飛び出す０ 溶融物はそれか飛ひ出した後に前記気流に接触させられ
、これによって１本のフィラメント状の熱軟化性物質は
更に引き伸し作用を受けて更に細い直径か０．１〜２０
ミクロンの短繊維になる。

前記回動の角速度は、溶融物先端の第１区域の回転（自
転）の角速度および第２込域で接触させることのある気
体の流速に依存する。

第２区域で気体流を接触させる場合には、溶融物先端の
回動角速度はこの気体流速から計算される角速度の５〜
５０％である。

この角速度は大きい程、より細められた繊維か単位時間
当りより大量に製造される。

溶融先端の回転角速度おまひ回動しはじめる角速度は通
常は毎秒５０〜５０００回である。

前記気体流は必らずしも高温に保つ必要はないけれども
、流出した浴融物が引き伸され得るような温度、たとえ
はガラスｌこついては気体流５００〜１５００℃程度に
保持することが好ましく、またその流速は２００〜１０
００ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。

気体流としては高比空気、高圧水蒸気、ガス燃焼廃カス
などを用いることかできる。

次に、熱軟化性物質としてガラスを用い、下方に向けら
れたガラスのノスルから浴融ガラスを流出させて下向き
に進行させ、進わする溶融物０中心軸に垂直な横断面の
外周に対する接線方向成分および溶融物の進行に沿って
中心軸に近づくような成分とを有する気体流を溶融ガラ
スに接触させる場合について詳細に説明する。

本発明において、第１図■に示すように、ガラス用ノズ
ル２より外部空間へ流下した第」区域５０にある流出流
１に、流出流の横断面外周の同じ向きの接線方向成分お
よび流出流の進行に沿って中心軸に近づくような成分を
もつ高速気体流γを接触させることにより、該熱軟化性
物質流は、気体流との摩擦によってノズル２の延長中心
軸の周りを回りながら溶融物の進行に沿って次第に直径
を減少させていわゆる先細り０出錐形状８を形成する。

熱軟化性物質の先細り部分かついで第２区域５１に進入
すると、第１区域での先細部分の回転数とほぼ等しい回
転数をもつ第２区域のカラスはガラスをコーン形状に保
持しようとする気体流の影響に打ち勝ってその回転によ
る遠心力によって横力向Ｉこ飛び出す。

そしてこの飛び出しの方向は第１区域での溶融物の先細
部分の回転の慣性および第２区域での気体流の回転力に
もとづいてこの回転と同じ向きに回動し、従って溶融物
の先細部分から１本のフィラメント状の熱軟化性物質９
かうずまき状に引き出される。

この場合第１図■に示すように高速カス気流はノズル先
端よりある距離はなれた位置で該加熱状１に性物質の流
出流に接近し該物質を旋回させながら離れてゆく事が必
要である。

なおこのカス流か量も接近する流出流の中心点を焦点と
呼ぶことにする。

この焦点の位置は第１区域の下端に相当する。

かくすることによって焦点よりもノズルに近い所（第１
区域）では該加熱軟化性物質の安定した先細りの円錐を
形成することができる。

このようにせずにカラス用ノズルの出口において回転力
のみを与えると第１図Ｈのように粘稠状態の該物質は円
錐を形成することなく、細くなる前に太いかたまりのま
ま遠心力によって周辺に飛び散って安定した円錐状流れ
とはならない。

従って溶融物ノズルの先端と溶融物の先細り先端部との
距離は溶融物質用ノズルの内径の２０％よりも犬でなけ
ればならない。

焦点よりノズルから遠い側（第２区域）で細くなって旋
回しつつある該加熱軟化性物質はその回転遠心力によっ
て横力用」に飛ひ出し、焦点を通り過ぎた＠記高速気流
によって延伸されて細織化されるが、さらに細繊化を完
全にするため遠心力によって周辺に飛び散った繊維に別
０二次的なジェット気流の作用を与えることも本発明の
範囲に含まれる。

円錐形状に形成された熔融物または粘稠物質の先端から
うずまき状に飛び出した繊維状熔融物か中心軸線から徐
々に離れて行く前記高速気体の流れを横切る時に、この
気体に接触している熔融物部分は気体の流れとともに大
きな速度で移動しようとし、この気体に接触していない
比較的小さな速度の熔融物部分との間で速度差により、
繊維の引き伸しかおこなわれる。

本発明におけるように３本以上の複数本の気体噴出ノズ
ルを使用する場合には、熔融物の中心軸線から徐々に離
れて行く前記高速気体の、＠記中心軸線に垂直な平面内
での円周方向に沿ってはかった流速分布は、気体噴出ノ
ズルの数に等しい数の速度のピークをもつ。

従って繊維状熔融物はその長さ、方向に間隔をへだてた
部分Ｉこおいて気体流により強く引張られ、その中間部
分は弱く引張られることになり、繊維の引き伸しが効率
的におこなわれる。

リングツスルから気体を噴出させる場合には、上記の流
速分布は均一となるので、繊維状熔融物はそ０先端部分
において気体流により引張られるたけであり、繊維の引
き伸しはそれほど大きくない。

本発明における粘稠状態の該物質の受ける作用をさらに
くわしく述べると次のようになると考えられる。

先すノズルから流出した該物質は旋回ガス流の作用点に
達するまでなめらかな延伸作用を受ける。

この理由は焦点よりノズルから遠い側での遠心力と焦点
附近でのカス気流による引っばり力か該物質が粘稠であ
るためノズル附近にまで作用するからである。

該物質は焦点附近の焦点よりわずかに流出ノズルに近い
側で旋回ガス流の作用を受は始めるがこの部分ではガス
流がガラス流出流の中心軸に向うように作用しているの
で該物質は飛び散ることなく激しく回転しながらきわめ
て安定した円錐先端部を形成する。

焦点をすぎるとカス気流は外側へ向ってゆくので該物質
はその回転による遠心力によって回転の輪を拡げてゆき
周辺部へ飛び散ろうとする。

このとき高速ガス気流中を通過するのでこの作用を受け
てさらに細織化されるのである。

安定した円錐の形成のためには旋回流を締るように中心
部に向けなけれはならない。

しかしこれをあまり中心部に近づけると、高速ガス気流
は、焦点を通過した後に真下に向って流されるようにな
り、その場合には遠心力によって横方向に飛び出した溶
融物はこの真下に向う高速ガス気流と接触しないことに
なり、このようにして得られた熱軟化性物質の繊維は比
較的大きな直径と連続状の極めて大きな長さを有する。

又安定した円錐形成のためノズルに対する焦点の位置も
重要で焦点がノズルに近すきすぎると第１図Ｈに示した
ように該物質か遠心力によって太いまま周辺部に飛ひ散
る。

またこの位置か離れずきるとノズルと焦点の間でガラス
流の引きちぎれか起って断続流となってしまって不都合
である。

本発明の特長とする所は一本のノズルからの引き出し量
かきわめて大きくできることであり、例えは従来の遠心
法でのガラス引き出し量は０．５Ｋｐ／ｈｒであるに対
し、本発明では１〜５Ｋｐ／ｈｒである。

その理由は良くはわからないかおそらく加熱軟化性物質
を安定して連続的に高速気流中に導入しその作用を与え
るのに単位体積中の高速気流のエネルギーをきわめて大
きなものにし得ることによるのではないかと思われる。

車力法はこの特徴のためノズルの本数か少くてすむめで
設備費用か安く又運転や保守に人手かかからない。

又加熱軟化性物質にエイ、ルギーを集中できるのでむた
゛に消耗されるエネルギーが少くエネルキー当り生産性
か著しく向上（火炎法の３倍）した。

さらに本発明のもう一つの特徴は、ノズルから流出する
熱転化性物質の粘度を広い範囲にわたって変化させうる
ことである。

この理由は高速カス流か直接粘性状態にある物質と大き
な相対速度で作用することがないためではないかと思わ
れる。

このため使用し得る粘性範囲は１０”〜１０’ポアスに
も及ぶ。

このことは使用可能な該粘性物質の巾を拡げることにな
る。

例えはガラスの場合、従来のガラス繊維製造には不適当
である。

失透を起しゃすいＣａＯの多い組成のカラス等をも容易
に使用し得る。

本発明の理解をさらに助けるために実施例により説明す
る。

第２図及び第３図は本発明を実施するためのガラス繊維
マント製造装置である。

即ち溶融炉１１で溶解されたカラスは分配溝２４前炉１
２を経てノズル２よりガラス流１となって流出し、繊維
生成ユニット１３によって繊維化繊維４を生成する。

繊維生成ユニット１３は本発明の主旨を生かした旋回ガ
ス流を噴出する装置を含んでいる。

次に室すなわちフード１１中の繊維４に結合剤である熱
可塑性樹脂か複数のアプリケーターノスル１４で噴霧さ
れる。

壁状囲い１５の基底即ち開口底にはメツシュコンベア１
９が配置されている。

当該メツシュコンベア１９の繊維生成ユニット１３の下
方和尚位置には吸引室１８が設けられ室１８は大気圧以
下の圧力即ち負圧を室１８に作るための通常構造の排風
機（図示せず）に吸引管２３によって接続されている。

室１８中の負圧はコンベアー上の繊維の補集を促進し、
繊維化用のブラストの廃ガスを吸引管２３を通して除去
する。

各繊維生成ユニット１３から生成された繊維４は集積し
て繊維層２５となり、コンベア１９は平板状繊維層２５
を比較的高密度なマット２６に圧成する定寸ロール即ち
サイジング狛−ル２１の下に運ぶ。

さらにマット２６はオーブン即ち硬化室２２を経由して
運はれ、同オーフン内で、繊維上の結合剤である熱可塑
性樹脂はオーフン内の通常方式の加熱と循環空気によっ
て硬化される。

硬化処理の開繊維マットは所望の硬さをうるためベル１
−２７によって圧縮される。

次に本発明を実施するための繊維生成ユニットについて
実施例を用いてさらに詳しく説明しよう。

実施例 １ 第４図−Ｉ及び■に示す繊維生成ユニットは約１４００
℃のガラス流１を流出するノズル２を包むような形状を
したリング状バーナー１００によって形成されている。

ノズル２は白金製であり、それは耐火物１０１および１
０２でおおわれている０ さらにリンク状バーナー１００は、上方に燃焼室１０３
を、下方には高温高速気体流１０γを噴出するリンク状
ノスル１０１′を有している。

燃焼室１０３の入口には燃料噴出口１０４がリング状燃
焼室の円周上中心線にほぼ接するように設置され、その
周りを通って比縮空気流１０５か燃焼室内に噴出されて
いる。

燃焼室１０３内で着火された燃料は約１０００℃の高温
高速気体流１０１となり、リンク状ノスル１０１′ よ
り噴出する。

リングツスル１０１′は縦断面たとえば第４図−■にお
いて鉛直線から約４５度傾斜している。

燃焼用圧縮空気流１０５が燃焼室１０３の円周上の中心
線にほぼ接するようにして燃料室内に噴出するため、高
温高速気体流１０γはノズル２より流出するガラス流の
中心軸の回りを同じ向きに、第４図■でみてガラス流１
が左回転するように旋回する流速成分を有する。

すなわち高温高速気流の中の任意の一部分の気流は、そ
の気流の後方からみてガラス流の右側の外周部分に作用
する。

その大きさは燃料用圧縮空気流１０５の燃焼室内への噴
出角度又は、燃焼室内の気体流の旋回力制御板９０等で
制御されている。

かくて、ノズル２より流出したガラス流１は、該ノズル
の先端の第１区域で高温高速気体流１０１の影響をうけ
、安定した円錐形を形成し、焦点より先の第２区域では
ガラス流１の回転による遠心力によって横方向に飛ひ出
し、更に高温高速気体流１０γによって延伸されて、細
かくて長い繊維４を生成する。

なお、バーナー外管１０６は耐火材料で作られている。

実施例 ２ 第５図−Ｉ及びＨに示す繊維生成ユニットは、ノズル１
より流出するガラス流１を摩り囲む６本のジェットバー
ナー１０８で形成されている。

ジェットバーナー１０８より噴出される高温高速流気体
１０１はノズル２の先端直下でガラス流を絞るように斜
め下方に、かつ最も絞られた位置では第５図−■に示す
如くノズルを通るガラス流の３／４〜７／８直径部分を
高速気体流１０γの中心が通過して同一方向に回転させ
るように働いている。

ジェットバーナー１０８の内部は第５図−Ｉに示すごと
く燃焼室１１３内に導管１１１および１１２を通してそ
れぞれ燃料と圧縮空気を噴霧して燃焼させ高温高速気体
を噴出する構造を有し、燃焼室の周囲は導入管１０９お
よび排出管１１０を通して流す冷却水により、冷却され
ている。

ジェットバーナー１０８で作られる焦点はノカレ１の下
端からノズル内径の約２倍の距離に位置している０ かくして、カラス流はノズル２の先端で安定した円錐形
を形成し、焦点より先方で細かくて長い繊維４を生成す
る。

実施例 ３ 第６図−〇及び川に示す繊維生成ユニットはリング状の
燃焼室１１６と該燃焼室に一端を有する６ケの高温高速
気体流用ノズル１１５とによって形成されている。

さらに高温高速気体流用ノズル１１５は実施例２におけ
るジェットバーナー同様該ノスル１１５より噴出される
高温高速気体流１０γがノズル２の先端直下でガラス流
を絞るように斜め下方にかつ第６図−Ｈに示す如く最も
絞られた位置では気体流１０γの中心線かノズル通過中
のガラス流の３／４〜７／８直径部分を同一方向に回転
させるように働く位置に設置されている０ かくしてガラス流１はノズル２の先端で安定した円錐形
を形成し、細くて長い繊維４を生成する。

実施例 ４ 第γ図−■及びＨに示す繊維生成ユニットは、リング状
旋回用バーナー１１γ及びリング状延伸用バーナー１１
８によって形成されている。

ノズルより流出したカラス流１は旋回力が調整されたリ
ング状旋回用バーナー１１γの気体流によって、ノズル
先端に安定した円錐形を形成し、その先で、かなり細い
線条となって旋回し、ある長さになったところで遠心力
によって引きちぎれる。

線径の太いもの程ガラス流の中心軸より遠方にガラス線
条は飛びだすが、そこには、延伸用バーナー１１８より
噴出された高温高速気体流が作用し当該カラス線条を細
い繊維に延伸する。

旋回用バーナー１１γの気体流によって飛ひだしたカラ
ス線条は線径か太い程ガラス流の中心軸より遠方に飛び
だすが、遠方に飛ひだしたものほど延伸用バーナー１１
８の高温高速気体流の影響を多く受は延伸されるので、
生成された繊維化繊維４は均一な直径を有し良質なもの
となる。

実施例 ５ 第８図−Ｉ及び川に示す繊維生成ユニットは、同一の燃
焼室１０３に一端を有し、他端は一方は、リング状旋回
用ノズル１１９となり一方は、８ケの延伸用ノズル１２
０となっているバーナーによって形成されている。

リング状旋回用ノズル１１９より噴出される気体流は、
旋回力が調整されていて、ノズル２より流出するガラス
流を周りから作用して安定した円錐形のカラス流をノズ
ル２の先端に形成し、焦点より先方では中心軸から横力
向に飛び出して旋回するカラス線条となっているが、そ
こでさらに実施例４の場合と同様延伸用ノズル１２０よ
り噴出する高温高速気体流によって、さらに延伸され細
い均質なガラス繊維４を生成する。

実施例 ６ 第９図■及び■に示す繊維生成ユニットはノズル２より
流出するガラス流１をとり囲むように配置された３本の
旋回用ジェットバーナー１２１及び３本の延伸用ジェッ
トバ−ナー１２２によって形成されている。

両ジェットバーナーの構造は実施例２で示したジェット
バーナー１０８の構造と同一である。

ノズル２より流出したガラス流１は旋回用ジェットバー
ナー１２１より噴出される高温高速気体流によって安定
した円錐形をノズルの先端に形成している。

旋回用ジェットバーナー１２１より噴出された高温高速
気体流はノズル２の先端直下でカラス流を水平方向より
やや垂ＩＭ下刃向きにかつ第９図−■に后すごとくガラ
ス流が最も絞られた位置では気体流の中心線かノズルを
通過するカラス流の３／４〜７／８直径部分を同一対向
に口拡させるように作用している。

さらに、旋１０］用ジエ゛ントバーナ−１２１の作用下
に繊維化した繊維は焦点の先方に飛散し、そこで延伸用
ジェットバーナー１２２より噴出する高温高速気体流の
作用によりさらに細かな繊維となるＯ 延伸用ジェットバーナー１２２は、各々の旋回用ジェッ
トバーナー１２１とガラス流と対向する位置（即ち、第
９図−■において旋回用ジェットパ゛−ナー１２１−イ
と延伸用ジェットバーナー１２２−イの如く）に配置さ
れ各々が噴出する高温高速気体流かほぼ直角に交叉する
ようになっている。

６本のジェットバーナーを実施例２に示すように配置す
るよりも、本実施例に示す如く配置する方か繊維径を均
質化するのにより効果的であるか、さらに延伸用ジェッ
トバーナーの噴出口形状を扁平にし、対向せる旋１１’
ａＪ用ジェットバーナーの気体流を充分覆うようにした
方か繊維径を均一化するのにより効果的である。

実施例 ７ 第１０図に示した繊維化ユニットに於てはガラス２３０
の流出ノズル２３１を摩りかこむようにカス圧力チャン
バー２３２が構成されておりこのチャンバー内を高温高
速のガスか旋回している。

ガラス２３０はノズル２３１から流出しカスノズル２３
３の附近でガス気流による旋回作用を受は細繊化してガ
ス気流により排出される。

ガスの旋回流は第４回に示すと同様に作られる。

２３５はバーナー２３６は旋回流の調節ダンパーである
。

実施例 ８ 第１１図に示す繊維形成ユニットはガラス流出ノズル２
１６を有するポット底板２０３か同時に高速気体流噴出
ノズル２１５をも有する構造である。

繊維化されるべき原料はフィーダー２０８からポット２
００の上部にある原料入れ口２２４に投入され気密タン
バー２０６，２（ｌγを経てボン１−２００の溶解部２
０１に到る。

ポット２００内はダンパー２０６，２０γのいずれかが
閉とできる構造となっており気密に保たれていて内部の
里方は、チッソ又はアルゴンなどの不活性ガスボンベ２
１４と圧力調節バルブ２１３、ｆｆｉ力計２１１を含む
パイプ２１３で結はれて適当に加Ｉｆ’調節されている
。

この圧力はガラスノズル２１６から０ガラスの流出量を
調節する役目をもつボッｌ−２００は耐熱鋼で作られて
おり同じく耐熱鋼で作られた底板２０３を有する。

２０３にはガラスノズル２１６と共にガスノズル２０４
か本発明の要旨にそってあけられておりこのノズルへの
ガスの給供はガス発生源（図示せず）につながれたバイ
ブ２２５、圧力調節バルブ２２１、圧力計２２０を経て
ガス加熱部２１９を通り約１１００℃に加熱されて底板
に到り該底板にあけられた孔２１８゜２１４を経て噴出
孔２１５から噴出しガラスノズル２１６から流出したガ
ラスを細緻化して（２２４）排出する。

ガス加熱装置２１９はガスかガス導管をとりかこんだ燃
焼室２２６内でバーナー２２２の燃焼ガスによって加熱
されるようになっており燃焼廃ガスは２２３より排出さ
れる。

ポットは燃焼室２１０を形成する耐火物２２５で増かこ
まれており燃焼室内１こ吹きこまれるバーナー２０２に
より約１２５０℃に加熱される。

燃焼廃ガスは煙突２０９より放出される。

このような構造の繊維形成ユニットに於てはポットの底
板にガス噴出ノズルとガラス流出ノズルが併設しである
ので構造がコンパクトになるト同時にガラス流出ノズル
とガス噴出ノズルの位置合せが不要などの利点を有する
。

又、ガラス流出量の制御がガラスポット内部圧を調節す
ることによって可能なのでガラスノズル２１６の径が侵
蝕によって太くなってもそれを補うようにすることがで
きる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、ｉ、ｎは従来の技術を示しており、第１図−■
はガラス流に平行な気体流かガラス流に作用している時
の断面図、第１図−■はガラス流の中心軸の回りに旋回
気体流だけがガラス流に作用している時の断面図であり
、第１図■〜第１１図は本発明の実施例を示しており、
第１図−■はガラス流に平行な成分とガラン流の中心軸
のｌａｌりを旋回する成分を加味した気体流がガラス流
に作用している時の断面図、第２図は本発明の繊維生成
ユニットの一つを使用した繊維マット製造装置、第３図
は第２図のＡ−Ａから見た図、第４図−■はリング状バ
ーナーによって溶融ガラスを繊維化している時の断面図
、第４図−川は第４図−１のＡ−Ａ断面図、第５図−１
は６本のジェットバーナーによって溶融ガラスを繊維化
している時の断面図、第５図−■は第５図−ＩのＡ−Ａ
から見た図、第６図−Ｉは１個の環状燃焼室から分岐し
た６本のノズルによって溶融ガラスを繊維化している時
の断面図、第６図−■。 は第６図−■のＡ−Ａから見た図、第γ図−Ｉは環状の
旋回気体流と直線気体流とによって溶融ガラスを繊維化
している時の断面図、第γ図−■は第７図−１０）Ａ−
Ａ断面図、第８図−■は同一燃焼室を有する環状旋）ｒ
＝ｊｌ気体流と８本のノズルからの直線気体流とによっ
て溶融ガラスを繊維化している時の断面図、第８図−■
は第８図−■のＡ−Ａから見た図、第９図−■は、３本
の旋回用ジェットバーナーと３本の延伸用ジェットバー
ナーによって溶融ガラスを繊維化している時の正面図、
第９図−■は第９図−ＩのＡ−Ａから見た図、第１０図
−■はガラスノズルを取り囲むようにガス圧力チャンバ
ーを設はガラスの中心に加圧ガスの旋回気流を吹き込ん
で該溶融ガラスより繊維を製造する装置０正面図、第１
Ｕ図−■は第１０図−ＩのＡ−Ａから見た断面図であり
、第１１図−■は、本発明の他の実施例を示す断面図、
第１１図−■は第１１図−ＩのＡ−Ａ線に沿う底面図で
ある。 １・・・・・・熱軟化性物質の溶融物ｌ、１０γ・・・
・・・気体流、８・・・・・・第１区域、９・・・・・
・第２区域、４・・・・・・熱軟化性物質の繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粘稠物質を流出ノスルから流出させ、前記流出ノス
   ルの周りに周方向に間隔を置いて配置した。 すくなくとも３本０気体噴出ノスルから直線状高速気体
   流を吹き出させ、ここにおいて前記気体流の各々は、前
   記物質の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線方向
   の成分と、＠記物質の流出方向に向ってまず前記物質の
   中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々に
   離れて行く成分とを有しており、それにより前記物質の
   流出開始部から前記気体流か前記物質の中心軸線に最も
   接近する部分までの範囲にある第１の区域において、前
   記物質をその中心軸線のまわりに自転せしめるとともに
   、その流出方向に向って断面が徐々に減少する実質上円
   錐形状にせしめ、そして第１の区域につづく第２の区域
   において、前記物質を円錐形状の先端から繊維状にせし
   めて、前記流出方向および半径方向外方にうずまき状に
   飛ひ出させ、その後にこの繊維状の前記物質を＠記中心
   軸線から徐々に離れて行＜ ｇｉＪδピ気体流に接触さ
   せて、更に引き伸しをおこない、そしてここにおいて前
   記気体流か前記物質θつ中心軸線に最も接迦する位置と
   前記流出ノスル先端の位置との間の距離は、前記流出ノ
   スルの内径の０．２〜１０倍であり、かつ隣り合う前記
   気体流の間の角度は、前記物質の中心軸線に垂直な（３
   ）ではかつて１３５°よりも小さい繊維の製造方法。