JP2752256B2 - 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

Description

【発明の詳細な説明】 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
（internal 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
これらの材料が加工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
装置の可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、「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ろも劣るという点に
ある。

外部遠心は、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ポイズ未満、ほとんどの場合液相線温度で3000
ポイズ未満、あるいは1000ポ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く保ち、
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（cone
s）の先端の大部分が100ポイズ以上、好ましくは250〜3
00ポイズの粘度に相当するガス流の等温線と交差する
か、100ポイズ以上、好ましくは250〜300ポイズの粘度
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。80000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は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−ファルチャ
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 μ＝Ａ＋B/（Ｔ−Ｃ） ここで、Ｔは温度（℃）を表し、Ａ、Ｂ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組のμ
及びＴの測定値からそれ自体既知の方法により算出され
るものである。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ポ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 μ＝
3.5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（1g μ＝２）未満で、ときに
は実験的に200〜320/350ポイズ（1g 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ポイズのオーダーの
粘度について10重量％未満のビーズ比率が観測され、ま
た320/350ポ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、材料は数十ポイズと低い粘度で、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っとみう
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（attenuation 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ポイズ、好ましくは少なくとも2
50ないし350ポ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
の作用を穿孔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バー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」環境づくりに寄
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μ
V/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、Ｖ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。μＶ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も指向さ
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意して
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（dual）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プレナム圧力が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十分であり得る。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、もっぱら運転開
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予熱する。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、従来の遠心分離装置（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温線の概略線
図。

図３は、環状の外部バーナーの動作を示す等温線の概
略図。

図４ないし図７は、等温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−B1−2443436及びFR−B1−91381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から主
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。

支持シャフト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、及び氷冷式環状外部バーナー
８である。図1a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ｈ、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11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脹を制限し、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
上部から距離ｄ′離れて配置されたチャンネル壁14及び
15を有する外部バーナー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
の高い流量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13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脹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でなく、かつ支持シャフ
トを加熱するべきではない。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10〜15mm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19、本発明に従って改変された形状
の外部バーナー13及び送風機24を示す。1300℃に対して
と、350mmH₂Oのバーナーの同じ動圧に対する３つの送風
機のプレナム圧力値（0.3〜１及び1.6バール）に対する
等温線は、周囲壁の付近に描かれている。送風機の圧力
の増加は等温線をスピンナの壁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
ての等温線を図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450mmH₂O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
維持されるうる。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1a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。

SiO₂ 51.5％ Fe₂O₃ 10.1％ Al₂O₃ 18％ MnO 0.19％ CaO 8.9％ MgO 6.4％ Na₂O 3.5％ K₂O 0.61％ TiO₂ 0.66％ P₂O₅ 0.12％ この組成物は次に述べるボーゲル−ファルチャー−タ
ンマン則に従って挙動する。

1g μ＝−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置
（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1380℃、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、1250℃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H₂O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、F/5gの値がミクロネ
ール（Micronaire）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量（しかし、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、同様に大きな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
及び送風機プレナム圧力の様々な変更を互いに独立して
実施し、かつガス流と各形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、送風機プレナム
圧力が0.3バール（図4,図５）、および1.6バール（図6,
図７）における800−1000−1300−1400−1500及び1550
℃の等温線と、一方の構成が「冷たい溶融物」に相当し
（図5,図７）、かつ他方の構成が「熱い溶融物」に相当
する（図4,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、100ポイズに対応する等温線（140
0℃）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
は譲受人から出願された並行特許出願「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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フルタク、ハンス ドイツ連邦共和国、6720 シュペヤー・ アム・ライン、イム・オーベルケメラー 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 (56)参考文献 米国特許3928009（ＵＳ，Ａ) 英国特許895540（ＧＢ，Ｂ) 仏国特許1284035（ＦＲ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高い液相線温度特に1200℃を越える温度で
   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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項７】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。