(57)【要約】      （修正有）【課題】熱可塑性材料から繊維を製造するための改良された装置および方法を提供することを課題とする。【解決手段】下向きに流れる繊維のカラムを製造する回転型解繊機の回転スピナーアセンブリに向けて中央気流を上に誘導するためにダクトアセンブリを使用する。中央気流は、従来の解繊機のスピナーアセンブリの下に通常発生する低圧区域を排除する。ダクトの下部の断面プロフィールは、ダクト上の繊維カラムの流れを促進するように、ダクトが繊維カラムを通過するところで垂直方向に細長い。シールド部材を配置して、中央気流を偏向させてスピナーアセンブリから離れさせ、繊維カラムの内側に当てて、相対的に冷たい気流からスピナーアセンブリを断熱することができる。別の態様では、導管が解繊機スピナーアセンブリを通過して延び、スピナーアセンブリの下の冷気を繊維カラムの内部に誘導する。【選択図】図１
2006160601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
解繊機スピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維の管状カラムを製造する回転型解繊機と共に使用するための装置であって、
解繊機スピナーアセンブリの下に配置され、その中のガスを解繊機スピナーアセンブリに向けて上に誘導するように配向されたダクトを含み、ダクトを出るガスが繊維の管状カラムの内側に対して偏向され、
該ダクトが、繊維のカラムの中に位置する上部と、繊維のカラムの経路を通って延びる下部とを有し、該下部が、繊維のカラムの経路の方向に実質的に細長い断面プロフィールを規定して、ダクトの下部の上の繊維のカラムの流れを促進する装置。
【請求項２】
ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含み、繊維のカラムがハウジングとダクトとの間を流れる、請求項1記載の装置。
【請求項３】
ダクト下部の断面プロフィールが、弓状の端縁と、端縁の各端の間に延びる実質的に直線の側縁とを有し、該断面プロフィールが、端縁間に規定される長さと、側縁間に規定される幅とを有し、長さが幅よりも大きい、請求項1記載の装置。
【請求項４】
ダクト下部の断面プロフィールが、互いに向かって収束する側縁を有する、請求項1記載の装置。
【請求項５】
ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びている、請求項2記載の装置。
【請求項６】
ダクト下部の断面プロフィールが、約78平方インチ未満である断面積を規定する、請求項2記載の装置。
【請求項７】
ハウジングが約24インチの内径を有する、請求項6記載の装置。
【請求項８】
ダクト下部の断面プロフィールが、ほぼ繊維カラムの経路の方向に延びる長さと、長さに対して垂直に延びる幅とを有し、ここで長さは幅よりも大きく、かつダクト上部が、ダクト下部の断面プロフィールの長さとほぼ同じまたはそれよりもわずかに大きい直径を有する略円形の断面プロフィールを有する、請求項1記載の装置。
【請求項９】
溶融材料から繊維を製造するための装置であって、
解繊機から下向き経路で流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機、および
ガス流を解繊機に向けるように配置された細長いダクト
を含み、該ダクトが、解繊機から出る繊維のカラムの内側に適合するよう形成された直立した上部と、繊維のカラムを通過する下部とを有し、該上部が第一の断面積を有し、該下部が、該繊維カラムが下部の上を流れるところで第一の断面積よりも小さい第二の減少した断面積を有する装置。
【請求項１０】
繊維カラムが下部の上を流れるところで第二の断面積が垂直方向に細長い、請求項9記載の装置。
【請求項１１】
第二の断面積が、湾曲した端縁と、端縁の各端から延び、端縁とは反対側の共通の縁で収束する側縁とを有する、請求項10記載の装置。
【請求項１２】
繊維のカラムがハウジングとダクト上部との間を流れるように、ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含み、ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びている、請求項9記載の装置。
【請求項１３】
繊維カラムを外側に流れさせてダクト下部から離れさせるように、圧縮ガスを上に向けて繊維カラムの下縁に当てるように配置された出口を有する圧縮ガス導管をさらに含む、請求項9記載の装置。
【請求項１４】
解繊機が、溶融材料を含むボウルと、該ボウルからの熱損失を減らすためにボウルの下方に取り付けられたスピナーシールドとを含む回転可能なスピナーアセンブリを含み、該シールドが、支持層および支持層の上に担持された断熱層を含む、請求項9記載の装置。
【請求項１５】
解繊機が、溶融材料を含むボウルおよびボウルの下方に取り付けられたスピナーシールドアセンブリを含む回転可能なスピナーアセンブリを含み、該スピナーシールドアセンブリが、少なくとも第一のシールド部材および第一のシールド部材の下方に取り付けられた第二のシールド部材を含み、該第二のシールド部材がその周縁に突出を有するように形成されて、第二のシールド部材が第一のシールド部材から間隔をあけて配置され、それらの間に空隙を形成する、請求項9記載の装置。
【請求項１６】
スピナーシールドアセンブリが、第二のシールド部材の下方に取り付けられた第三のシールド部材をさらに含み、該第三のシールド部材が、その周縁に突出を有するように形成されて、第三のシールド部材が第二のシールド部材から間隔をあけて配置され、それらの間に空隙を形成する、請求項15記載の装置。
【請求項１７】
シールド部材が略円錐台形である、請求項15記載の装置。
【請求項１８】
回転型解繊機の回転するスピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維ベールを処理する方法であって、
ガス流をガス導管を通じて上に向け、導管から出るガスを偏向させて繊維ベールの内側に当てる段階を含み、
ガス導管の一部が繊維ベールと交差し、該一部が、繊維ベールの経路の方向に細長い断面プロフィールを有する方法。
【請求項１９】
断面プロフィールが繊維ベールの経路の方向に先細りする、請求項18記載の方法。
【請求項２０】
繊維ベールを外側に流れさせてガス導管から離れさせるように、圧縮ガスを上に流してガス導管が繊維ベールと交差する繊維ベールの下部に当てる段階をさらに含む、請求項18記載の方法。
【請求項２１】
解繊機スピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維の管状カラムを製造する回転型解繊機と共に使用するための装置であって、
解繊機スピナーアセンブリの下に配置されたダクトであって、該ダクト中のガスを該スピナーアセンブリに向けて上に誘導するように配向され、繊維カラム内でスピナーアセンブリから間隔をあけて配置されたエンドチューブ、および繊維カラムがライザーチューブの上を流れるように、エンドチューブから離れて下に延びるライザーチューブを有するダクト、ならびに
該ライザーチューブの上方に配置され、圧縮ガスをほぼ上に向けて繊維カラムの下縁に当ててライザーチューブの上の繊維カラムの流れを促進するように配向された単一の出口を有する圧縮ガスライン
を含む装置。
【請求項２２】
繊維カラムがライザーチューブの上を流れるところでライザーチューブの断面積が垂直方向に細長い、請求項21記載の装置。
【請求項２３】
回転可能なスピンドル、
スピンドルに取り付けられ、周縁の開口を有し、ボウルの回転がボウル中の溶融材料を周縁の開口から放出させるボウル、および
ボウルからの熱損失を減らすための、ボウルの下方に取り付けられ、ボウルとともに回転可能であり、断熱材料の層を含む、断熱シールド
を含む、回転型解繊機。
【請求項２４】
断熱材料がセラミック繊維を含む、請求項23記載のスピナーアセンブリ。
【請求項２５】
ガスを下に向けてボウルから放出された溶融材料に当て、それによって溶融材料に繊維を形成させるように構成された、加熱ガス供給源をさらに含む、請求項23記載のスピナーアセンブリ。
【請求項２６】
溶融材料を解繊するための装置であって、
回転可能なスピナーアセンブリを有し、解繊機から下向きに流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機、および
スピナーアセンブリを通過し、繊維カラムの内部にスピナーアセンブリの下に位置する出口を有し、繊維の冷却を促進してスピナーアセンブリの下の低圧領域の形成を最小限にする導管
を含む装置。
【請求項２７】
導管がスピナーアセンブリ中をほぼ同軸に延びる、請求項26記載の装置。
【請求項２８】
スピナーアセンブリが、回転可能なスピンドルと、スピンドルに結合されたボウルとを含み、該スピンドルおよびボウルの回転がボウル中の溶融材料を遠心力によってボウルの開口から放出させ、導管がスピンドルおよびボウル中をほぼ同軸に延びる、請求項27記載の装置。
【請求項２９】
繊維のカラムの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含む、請求項26記載の装置。
【請求項３０】
解繊機スピナーアセンブリの下の空気の流れを制御するための装置であって、
冷却ガスをスピナーアセンブリの上方の位置からスピナーアセンブリを通じてスピナーアセンブリの下の位置まで誘導し、スピナーアセンブリから出る繊維カラムの冷却を促進するための手段を含む装置。
【請求項３１】
冷却ガスを誘導するための手段が、解繊機スピナーアセンブリ中をほぼ同軸に延びるガス導管を含む、請求項30記載の装置。
【請求項３２】
回転型解繊機の回転するスピナーアセンブリから下向きに流れる繊維のカラムを処理する方法であって、
導管を出るガスが繊維のカラムの内部に対して向けられるように、冷却ガスを、解繊機スピナーアセンブリを通過して延びるガス導管を通じて下向きに誘導する段階を含む方法。
【請求項３３】
溶融材料から繊維を製造するための装置であって、
解繊機から下向き経路で流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機であって、回転可能なスピンドル、ボウルの回転がボウル中の溶融材料を周縁の開口を通じて放出させて繊維カラムを形成させる、スピンドルに取り付けられ周縁の開口を有するボウル、およびボウルからの熱損失を減らすための、ボウルの下方に取り付けられボウルとともに回転可能であり、断熱材料の層を含む断熱シールドをさらに含む、回転型解繊機；
ガス流を解繊機に向けるように配置された細長いダクトであって、
該ダクトは、解繊機から出る繊維のカラムの内側に適合するように形成された直立した上部と、繊維のカラムを通過する下部とを有し、該上部が第一の断面積を有し、該下部が、第一の断面積よりも小さく、繊維カラムが下部の上を流れるところで垂直方向に細長い、第二の減少した断面積を有するダクト；
繊維のカラムがハウジングとダクト上部との間を流れるように、ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングであって、ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びているハウジング；ならびに
繊維カラムを外側に流れさせてダクト下部から離れさせるように、圧縮ガスを上に向けて繊維カラムの下縁に当てるように配置された出口を有する、圧縮ガス導管
をさらに含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本開示は、熱可塑性材料から繊維を製造するための改良された装置および方法の態様に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み入れられる、2004年12月7日出願の米国特許出願第11/007,075号への優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
背景
ガラス、ポリエステル、またはポリプロピレンなどの熱可塑性材料から非常に小径の繊維を製造する一つの方法が回転解繊として公知である。回転解繊によって繊維を製造するための装置が特許文献1および特許文献2に記載されている。これらの装置は一般に「解繊機」と呼ばれている。
【０００４】
回転型解繊機は、ガラスのような溶融熱可塑性材料を高速回転している解繊機スピナーに誘導するための機構を含む。スピナーは、その周壁に形成された複数の小さな開口を有する。回転しているスピナーによって発生する遠心力によって溶融ガラスが開口から押し出される。
【０００５】
解繊機はまた、加熱ガスを下に向けて、スピナー開口から出る溶融ガラスの流れに当てるように形成された、回転スピナーを取り囲む環状ノズルを含む。ノズルからのガスが溶融ガラス流を細い繊維へと細くし、それらを下に誘導する。繊維は、ベールとして知られる略管状の柱の形でスピナーから集合的に落下する。繊維ベールは、解繊機の下で移動するコンベア面に落ちる。繊維はコンベア上でマットとして集合する。
【０００６】
回転型解繊機の正常な運転によって、解繊機スピナーのすぐ下に高温で低圧（すなわち周囲圧未満）の区域が発生する。低圧区域内の気流は、繊維ベールの部分がベールから分離し、その区域に引き込まれるような気流である。その後、これらの分離した部分は外側に流れてベールに当たる。低圧区域から外側に流れる分離した繊維は、「再溶融物」として知られる塊としてベールに付着する。再溶融物の過剰な蓄積は、繊維マットの品質に悪影響を及ぼす。
【０００７】
熱可塑性材料の繊維を形成するために使用される機構のタイプにかかわらず、繊維は紙製品の製造に使用されることが多く、繊維はシートにおいて、比較的高い抗張力、伸び、およびエネルギー吸収をシートに提供することが望ましい。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第4,046,539号
【特許文献２】米国特許第4,627,868号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、熱可塑性材料から繊維を製造するための改良された装置および方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、ガラスのような熱可塑性材料から繊維を製造するための改良された装置および方法に関する。一つの局面によって、回転型解繊機のスピナーアセンブリの下の低圧区域の形成を防ぐのに役立つ装置が提供される。
【００１１】
特定の態様では、ダクトアセンブリが解繊機スピナーアセンブリの下に位置している。ダクトアセンブリの開口端が解繊機スピナーアセンブリの近くに位置し、ダクトアセンブリは、スピナーアセンブリの垂直回転軸と同心的に、開口端から下に延びている。ダクトアセンブリは、ガスを偏向させて解繊機から降下する繊維ベールの内側に当たるように、ガスのカラムをスピナーアセンブリの下面に向けて上に送る。上に流れるガスのカラムが、スピナーアセンブリの下の高温低圧区域の形成を防ぐのに役立ち、それによって解繊機によって製造される再溶融物の量を実質的に減らす。
【００１２】
ダクトアセンブリの下部は繊維ベールの経路を通過して延びる。特定の態様では、ダクトアセンブリの下部は、繊維ベールがダクトアセンブリの上を落下するところで繊維のカラムの経路の方向に細長い断面プロフィールを有し、ダクトアセンブリ上の繊維ベールの流れを促進して、ダクトアセンブリの外面上の再溶融物の形成を最小限にする。特定の態様では、たとえば、ダクトアセンブリの下部は、長さを規定する二つの湾曲した端縁と、端縁の各端の間に延び、幅を規定する直線的な側縁とを有する断面プロフィールを有する。断面プロフィールの長さはその幅よりも大きく、繊維ベールがダクトアセンブリの下部の上を落下するところで繊維ベールの方向に延びている。いくつかの態様では、ダクトアセンブリの下部の断面プロフィールは、繊維ベールがダクトアセンブリの下部の上を流れるところで下方に先細りするかまたは狭くなってもよい。他の態様では、ダクトの断面プロフィールは、繊維ベールがダクトの上を流れるところで上方に先細りしてもよい。
【００１３】
任意で、ダクトアセンブリは、スピナーに対するダクトアセンブリの開口端の位置を正確に調節するための機構を含むことができる。この調節機構を使用し、ダクトアセンブリ中のガス圧を変化させると、ベールの温度および形状を制御できるように、繊維ベールの内側に接触して流れるガスの速度および量を制御することができる。
【００１４】
特定の態様では、シールド部材またはバリアをスピナーアセンブリの下方に配置して、ダクトアセンブリの開口端から出るガスをスピナーアセンブリから離れさせ、繊維のカラムの内側に当てることができる。有利には、これは、スピナーアセンブリの回転するボウルをダクトアセンブリからの比較的冷たいガスから断熱して、ボウル中の溶融材料の凝固を防ぐ。シールド部材は、シールド部材から下に延びてダクトアセンブリの開口端に入り、ダクトアセンブリ内の支持支柱に取り付けられている支持杭によって担持することができる。
【００１５】
スピナーアセンブリは、シールド部材の代わりにまたはそれに加えて、ボウルの下方に取り付けられた断熱シールドを有することができる。熱シールドは、ボウルからの熱損失を最小限にし、ダクトアセンブリからの中央ガス流からボウルを断熱する任意の適当な断熱装置を含むことができる。たとえば、熱シールドは、断熱材料、たとえばセラミック繊維、炭素繊維、または他の適当な断熱材料の層を含むことができる。
【００１６】
特定の態様では、スピナーアセンブリは、ボウルの下方に取り付けられた多数のシールド部材からなるシールドアセンブリを含むことができる。シールドアセンブリは、第一のシールド部材と、第一のシールド部材の下方に取り付けられた第二のシールド部材とを含む。第二のシールド部材には、その外周縁に沿って隆起した突出を形成して、第二のシールド部材を第一のシールド部材から間隔をあけて配置させてそれらの間に空隙を形成することができる。
【００１７】
もう一つの態様では、回転型解繊機は、スピナーアセンブリを通って下に延び、スピナーアセンブリの下で繊維ベール内にガスを導入するガス導管を備える。ガスは、解繊機スピナーの下の高温低圧区域の形成を防ぐのに役立つ。特定の態様では、ガスの温度を繊維の溶融温度未満に維持し、それによってベールを急冷して繊維の抗張力および伸び特性を改善する。
【００１８】
添付図面を参照しながら進める以下のいくつかの態様の詳細な説明から、本発明の前記および他の特徴および利点がさらによく理解される。
【００１９】
本発明（1）は、解繊機スピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維の管状カラムを製造する回転型解繊機と共に使用するための装置であって、
解繊機スピナーアセンブリの下に配置され、その中のガスを解繊機スピナーアセンブリに向けて上に誘導するように配向されたダクトを含み、ダクトを出るガスが繊維の管状カラムの内側に対して偏向され、
該ダクトが、繊維のカラムの中に位置する上部と、繊維のカラムの経路を通って延びる下部とを有し、該下部が、繊維のカラムの経路の方向に実質的に細長い断面プロフィールを規定して、ダクトの下部の上の繊維のカラムの流れを促進する装置である。
本発明(2)は、ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含み、繊維のカラムがハウジングとダクトとの間を流れる、本発明(1)の装置である。
本発明(3)は、ダクト下部の断面プロフィールが、弓状の端縁と、端縁の各端の間に延びる実質的に直線の側縁とを有し、該断面プロフィールが、端縁間に規定される長さと、側縁間に規定される幅とを有し、長さが幅よりも大きい、本発明(1)の装置である。
本発明(4)は、ダクト下部の断面プロフィールが、互いに向かって収束する側縁を有する、本発明(1)の装置である。
本発明(5)は、ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びている、本発明(2)の装置である。
本発明(6)は、ダクト下部の断面プロフィールが、約78平方インチ未満である断面積を規定する、本発明(2)の装置である。
本発明(7)は、ハウジングが約24インチの内径を有する、本発明(6)の装置である。
本発明(8)は、ダクト下部の断面プロフィールが、ほぼ繊維カラムの経路の方向に延びる長さと、長さに対して垂直に延びる幅とを有し、ここで長さは幅よりも大きく、かつダクト上部が、ダクト下部の断面プロフィールの長さとほぼ同じまたはそれよりもわずかに大きい直径を有する略円形の断面プロフィールを有する、本発明(1)の装置である。
本発明(9)は、溶融材料から繊維を製造するための装置であって、
解繊機から下向き経路で流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機、および
ガス流を解繊機に向けるように配置された細長いダクト
を含み、該ダクトが、解繊機から出る繊維のカラムの内側に適合するよう形成された直立した上部と、繊維のカラムを通過する下部とを有し、該上部が第一の断面積を有し、該下部が、該繊維カラムが下部の上を流れるところで第一の断面積よりも小さい第二の減少した断面積を有する装置である。
本発明(10)は、繊維カラムが下部の上を流れるところで第二の断面積が垂直方向に細長い、本発明(9)の装置である。
本発明(11)は、第二の断面積が、湾曲した端縁と、端縁の各端から延び、端縁とは反対側の共通の縁で収束する側縁とを有する、本発明(10)の装置である。
本発明(12)は、繊維のカラムがハウジングとダクト上部との間を流れるように、ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含み、ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びている、本発明(9)の装置である。
本発明(13)は、繊維カラムを外側に流れさせてダクト下部から離れさせるように、圧縮ガスを上に向けて繊維カラムの下縁に当てるように配置された出口を有する圧縮ガス導管をさらに含む、本発明(9)の装置である。
本発明(14)は、解繊機が、溶融材料を含むボウルと、該ボウルからの熱損失を減らすためにボウルの下方に取り付けられたスピナーシールドとを含む回転可能なスピナーアセンブリを含み、該シールドが、支持層および支持層の上に担持された断熱層を含む、本発明(9)の装置である。
本発明(15)は、解繊機が、溶融材料を含むボウルおよびボウルの下方に取り付けられたスピナーシールドアセンブリを含む回転可能なスピナーアセンブリを含み、該スピナーシールドアセンブリが、少なくとも第一のシールド部材および第一のシールド部材の下方に取り付けられた第二のシールド部材を含み、該第二のシールド部材がその周縁に突出を有するように形成されて、第二のシールド部材が第一のシールド部材から間隔をあけて配置され、それらの間に空隙を形成する、本発明(9)の装置である。
本発明(16)は、スピナーシールドアセンブリが、第二のシールド部材の下方に取り付けられた第三のシールド部材をさらに含み、該第三のシールド部材が、その周縁に突出を有するように形成されて、第三のシールド部材が第二のシールド部材から間隔をあけて配置され、それらの間に空隙を形成する、本発明(15)の装置である。
本発明(17)は、シールド部材が略円錐台形である、本発明(15)の装置である。
本発明(18)は、回転型解繊機の回転するスピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維ベールを処理する方法であって、
ガス流をガス導管を通じて上に向け、導管から出るガスを偏向させて繊維ベールの内側に当てる段階を含み、
ガス導管の一部が繊維ベールと交差し、該一部が、繊維ベールの経路の方向に細長い断面プロフィールを有する方法である。
本発明(19)は、断面プロフィールが繊維ベールの経路の方向に先細りする、本発明(18)の方法である。
本発明(20)は、繊維ベールを外側に流れさせてガス導管から離れさせるように、圧縮ガスを上に流してガス導管が繊維ベールと交差する繊維ベールの下部に当てる段階をさらに含む、本発明(18)の方法である。
本発明(21)は、解繊機スピナーアセンブリから下向き経路で流れる繊維の管状カラムを製造する回転型解繊機と共に使用するための装置であって、
解繊機スピナーアセンブリの下に配置されたダクトであって、該ダクト中のガスを該スピナーアセンブリに向けて上に誘導するように配向され、繊維カラム内でスピナーアセンブリから間隔をあけて配置されたエンドチューブ、および繊維カラムがライザーチューブの上を流れるように、エンドチューブから離れて下に延びるライザーチューブを有するダクト、ならびに
該ライザーチューブの上方に配置され、圧縮ガスをほぼ上に向けて繊維カラムの下縁に当ててライザーチューブの上の繊維カラムの流れを促進するように配向された単一の出口を有する圧縮ガスライン
を含む装置である。
本発明(22)は、繊維カラムがライザーチューブの上を流れるところでライザーチューブの断面積が垂直方向に細長い、本発明(21)の装置である。
本発明(23)は、回転可能なスピンドル、
スピンドルに取り付けられ、周縁の開口を有し、ボウルの回転がボウル中の溶融材料を周縁の開口から放出させるボウル、および
ボウルからの熱損失を減らすための、ボウルの下方に取り付けられ、ボウルとともに回転可能であり、断熱材料の層を含む、断熱シールド
を含む、回転型解繊機である。
本発明(24)は、断熱材料がセラミック繊維を含む、本発明(23)のスピナーアセンブリである。
本発明(25)は、ガスを下に向けてボウルから放出された溶融材料に当て、それによって溶融材料に繊維を形成させるように構成された、加熱ガス供給源をさらに含む、本発明(23)のスピナーアセンブリである。
本発明(26)は、溶融材料を解繊するための装置であって、
回転可能なスピナーアセンブリを有し、解繊機から下向きに流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機、および
スピナーアセンブリを通過し、繊維カラムの内部にスピナーアセンブリの下に位置する出口を有し、繊維の冷却を促進してスピナーアセンブリの下の低圧領域の形成を最小限にする導管
を含む装置である。
本発明(27)は、導管がスピナーアセンブリ中をほぼ同軸に延びる、本発明(26)の装置である。
本発明(28)は、スピナーアセンブリが、回転可能なスピンドルと、スピンドルに結合されたボウルとを含み、該スピンドルおよびボウルの回転がボウル中の溶融材料を遠心力によってボウルの開口から放出させ、導管がスピンドルおよびボウル中をほぼ同軸に延びる、本発明(27)の装置である。
本発明(29)は、繊維のカラムの少なくとも一部を取り囲むハウジングをさらに含む、本発明(26)の装置である。
本発明(30)は、解繊機スピナーアセンブリの下の空気の流れを制御するための装置であって、
冷却ガスをスピナーアセンブリの上方の位置からスピナーアセンブリを通じてスピナーアセンブリの下の位置まで誘導し、スピナーアセンブリから出る繊維カラムの冷却を促進するための手段を含む装置である。
本発明(31)は、冷却ガスを誘導するための手段が、解繊機スピナーアセンブリ中をほぼ同軸に延びるガス導管を含む、本発明(30)の装置である。
本発明(32)は、回転型解繊機の回転するスピナーアセンブリから下向きに流れる繊維のカラムを処理する方法であって、
導管を出るガスが繊維のカラムの内部に対して向けられるように、冷却ガスを、解繊機スピナーアセンブリを通過して延びるガス導管を通じて下向きに誘導する段階を含む方法である。
本発明(33)は、溶融材料から繊維を製造するための装置であって、
解繊機から下向き経路で流れる繊維のカラムを溶融材料から製造するように動作可能な回転型解繊機であって、回転可能なスピンドル、ボウルの回転がボウル中の溶融材料を周縁の開口を通じて放出させて繊維カラムを形成させる、スピンドルに取り付けられ周縁の開口を有するボウル、およびボウルからの熱損失を減らすための、ボウルの下方に取り付けられボウルとともに回転可能であり、断熱材料の層を含む断熱シールドをさらに含む、回転型解繊機；
ガス流を解繊機に向けるように配置された細長いダクトであって、
該ダクトは、解繊機から出る繊維のカラムの内側に適合するように形成された直立した上部と、繊維のカラムを通過する下部とを有し、該上部が第一の断面積を有し、該下部が、第一の断面積よりも小さく、繊維カラムが下部の上を流れるところで垂直方向に細長い、第二の減少した断面積を有するダクト；
繊維のカラムがハウジングとダクト上部との間を流れるように、ダクトの少なくとも一部を取り囲むハウジングであって、ダクト下部がハウジングの内面からダクト上部まで延びているハウジング；ならびに
繊維カラムを外側に流れさせてダクト下部から離れさせるように、圧縮ガスを上に向けて繊維カラムの下縁に当てるように配置された出口を有する、圧縮ガス導管
をさらに含む装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、熱可塑性材料から繊維を製造するための改良された装置および方法が提供された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図1は、一つの態様による、ガラス繊維を製造するための装置10を示す。この装置は、回転可能なスピンドル16に取り付けられたスピナーアセンブリ14を含む、従来の解繊機12を含む。スピンドル16は、スピンドル16の上端に取り付けられたベルト駆動プーリ20に接続することができるモータ（図示せず）により、その縦軸18を中心に非常に高速で回転される。
【００２２】
スピナーアセンブリ14はスピンドル16とともに回転し、内部ボウル22を含む。ボウル22は、複数の小径の開口（図示せず）を含む環状の周壁24を有する。スピナーアセンブリ14は、一体型のヒートシールド28をその下面に含む。例示するシールド28の断面形状は逆錐台である。シールド28は、スピナーアセンブリ14のボウル22からの熱損失を減らす。
【００２３】
スピナーアセンブリ14が回転すると、溶融ガラス30が解繊機12の落下管32に通され、ボウル22に着地する。溶融ガラス30は、遠心力によって駆動されてボウルの開口（図示せず）に通される。ボウル開口から出る溶融ガラスの流れは、回転するスピナーアセンブリ14を取り囲む環状のノズル34の下を通過する。加熱ガスの連続噴射（「アウターブラスト」として知られる）がノズル34を通して下に押し出される。加熱ガスは、耐火材38で裏張りされている環状チャンバ36内での燃料ガスの燃焼によって提供される。既混合燃料は、望ましくは、火炎が燃料供給マニホルド42の中に戻ることを防ぐスクリーン40を通して供給される。
【００２４】
ノズル34からのガスは溶融ガラス流を細い繊維44へと細くし、それらを下に誘導する。繊維は、スピナーアセンブリ14から、繊維ベール46として知られる略管状のカラムの形で落下する。繊維ベール46は、解繊機の下で移動するコンベア面48上に落ちる。繊維ベール46はコンベア面48上でマットとして集まる。例示するコンベア面の代わりに他のタイプの回収装置を使用することもできる。たとえば、回転するドラムをハウジングの下に配置して繊維ベール46を集めることもできる。
【００２５】
別の態様では、導管によってガス、空気、および繊維を離れた場所まで送達してマットとして集めてもよい。
【００２６】
従来の解繊機12の運転中、再循環する高温で低圧（すなわち周囲圧未満）の空気の区域がスピナーシールド28のすぐ下に形成される。この低圧区域内の気流は、スピナーアセンブリ14の垂直回転軸18の周りに略トロイド状の経路を規定する。先に論じたように、このような低圧区域およびその中を通過するトロイド状気流の存在により、繊維44の一部がベール46から離れ、後でノズル34の下の高温のベールに戻り、そこで繊維が再溶融し、それによってベール中に「再溶融物」が形成される。再溶融物の存在は、回収される繊維マットの品質を落とす。
【００２７】
スピナーアセンブリ14の下に通常形成する低圧区域を排除するために、空気のようなガスの連続流をスピナーアセンブリ14の中央に向けるためのダクトアセンブリ50（本明細書ではガス導管とも呼ぶ）が備えられる。以下、便宜上、ダクトアセンブリ50を通過する空気の流れを、矢印52によって表す中央気流と呼ぶ。ベール46の均一な流れ（すなわち、ベールの外の気流によって誘発される可能性のあるうねりをもたない流れ）を促進するため、円柱形のハウジング53を取り付けて、ダクトアセンブリ50の上端の下で繊維ベール46を実質的に取り囲むことができる。その結果、ハウジング53が、ベール46の完全性を保護するシールドとして働き、ベール46は、ハウジング53とダクトアセンブリ50との間に落ちる。ハウジング53の下端を真空にして、ノズル34からの加熱ガスがハウジング53中を下に通過する流れを促進し、これは再溶融物の形成を減らすのに効果的である。
【００２８】
ダクトアセンブリ50は、下部54（「ライザーチューブ」と呼ぶ）、上部56（「エンドチューブ」と呼ぶ）、および下部54と上部56との間に延びる中間ダクト部分60を含む。下部54、中間ダクト部分60、および上部56は、任意の適当な方法で、たとえば部品どうしを溶接するかまたは機械的留め具を使用して部品を相互に固定することによって組み立てることができる。
【００２９】
下部またはライザーチューブ54は、図示するように90°に曲げた肘のような形にすることができ、その下端がハウジング53外側の供給ダクト（図示せず）に流動的に接続されている。供給ダクトは、ダクトアセンブリ50内の空気またはガスの圧力、または化学組成、水分含量および／または空気もしくはガスの温度を変えるために調整することができる、空気（たとえば送風機）もしくは他のガスの供給源（図示せず）に流動的に接続されている。ライザーチューブ54は、供給ダクト（図示せず）からハウジング53中の対応するサイズの開口を通って管状の繊維ベール46の中を通過して延び、ベール内部で上方にカーブする。中間ダクト部分60およびエンドチューブ56はスピナーアセンブリ14の下に位置している。中間ダクト部分60、エンドチューブ56、およびライザーチューブ54は、その上端66で、解繊機スピナーアセンブリ14の回転軸18と同一線上にあることが望ましい中心線64を規定している。
【００３０】
エンドチューブ56は、例示する態様では、下端部68および上端部70を有する。エンドチューブ56は、下端部68と上端部70との間に延びる中間フレア部72を除き、断面が略円形である。上端部70の内径Dは、望ましくは、ボウル22の周壁24上の直径方向に対向する点と点との間で計測した場合のボウル22の外径よりもわずかに小さい。変動しうるものではあるが、上端部70の内径Dは、望ましくは、ボウル22の外径よりも約5％〜30％小さい。
【００３１】
フレア部72は、エンドチューブ56の下端部68の内径を中間ダクト部分60の内径よりもわずかに大きい程度まで拡大させる。したがって、エンドチューブ56の下端部68はダクト部分60の上端部の周囲にはまる適合する。スピナーアセンブリ14に向けることができる中央空気52の量を最大限にするため、エンドチューブ下端部68および中間ダクト部分60は、望ましくは、エンドチューブ上端部70よりも大きい直径を有する。
【００３２】
フレア状の（すなわち、下向きに直径が増す）エンドチューブ56の使用はまた、中央空気52がエンドチューブ56の外側に沿って動くとき中央空気52を半径方向外側に押しやるため、有利である。外側への空気の動きの効果は、繊維ベール46を展開させてその直径および表面積を増し、ベールを冷却する際の効率を高めることである。
【００３３】
例示する態様のライザーチューブ54には、中間ダクト部分60よりもわずかに小さい直径を有する略円柱形の上端部57が形成されている。したがって、中間ダクト部分60はライザーチューブ上部57の周囲に適合する。例示するライザーチューブ54には、ハウジング53の内面から円柱形の上部57まで延びる中間部分58も形成されている。ライザーチューブの中間部分58は、望ましくは、以下にさらに記載するように、中間部分58上の繊維ベール46の流れを促進し、その上面における「再溶融物」の形成を最小限にするため、断面積が減少している（図3および図4で最もよく示す）。ライザーチューブ54の下端部59は、供給ダクト（図示せず）との接続のためにハウジング53の外に延びている。ライザーチューブ下端部59は略円形の断面を有することができる。
【００３４】
ダクトアセンブリの他の構造もまた可能である。一つの態様では、たとえば、エンドチューブ56および中間ダクト部分60を単一のダクト部品で置き換えることができる。もう一つの態様では、ライザーチューブ上端部57、中間ダクト部分60およびエンドチューブ下端部68が同じ直径を有することができ、種々の適当な技術または機構のいずれかを使用して互いに接続することができる。さらに別の手段では、ダクトアセンブリ50全体がワンピース構造または一体構造であることもできる。
【００３５】
使用に際して、ライザーチューブ54の下部58のすぐ上でハウジング53を通って延びる小さなノズル63から噴射気流62を押し出すことができる。噴射気流62は、ハウジング53とライザーチューブ中間部分58の上面との接合部における繊維の蓄積を減らすのに役立つ。
【００３６】
図2は、もう一つの態様による、ガラス繊維を製造するための装置100を示す。この態様は、図1の態様と多くの類似点を共有している。したがって、図1の対応する部品と同一である図2の部品には同じ参照番号を付す。図1の装置10と図2の装置100との主な違いは、後者が、スピナーアセンブリ14に対するエンドチューブ上端の位置を調節して中央気流52の特性を変化させることを可能にする調節機構を含む点である。
【００３７】
エンドチューブ位置を調節するための例示する調節機構は、剛性の湾曲した調節アーム102を含み、この調節アームは、アームの内端106がライザーチューブ54内で上方または下方に動くように、アーム102の外端104がクランク状に曲げられるような方法でライザーチューブ54に取り付けられている。
【００３８】
調節アーム102の内端106は、従来のチェーン型リンク108を介して、調節ロッド110の扁平な下端に連結されている。調節ロッド110の中心縦軸は、ライザーチューブ54の中心線64と同一線上にある。これに関して、ロッド110は、ライザーチューブ上端66の近くで中心線64と同心的に固定されたガイドベアリング112の中をスライドするように取り付けられている。ベアリングは、ガイドベアリング112とライザーチューブ54の内壁との間を半径方向に延びる支柱114によって固定することができる。
【００３９】
調節ロッド110の上端は、ロッド110およびエンドチューブ56の内壁に固定された、半径方向に延びる支柱116を含む。したがって、調節アーム102の内端106が上方または下方に動くと、エンドチューブ56は、ライザーチューブ54の上部60に沿って入れ子式にスライドしながら上方または下方に強制的に動かされる。
【００４０】
アーム102の調節は、任意の適当な機構または技術によって達成することができる。例示する態様では、たとえば、アーム102の外端104は、ライザーチューブ54の下端部59に形成されたスロット120を通過して延びる、プレート118に接続されている。ギア機構122がライザーチューブ54の外側に取り付けられ、ギア機構122のハンドル124の回転が、調節アーム102を、プレート118を通過する（すなわち図2の面に対して垂直な）クランクシャフト126の軸を中心に回転させるように、プレート118に動作可能なように接続される。アーム102の湾曲は、上記のように、クランクシャフト126の軸の周りのアームの回転がアームの内端106の上方または下方への動きを生じさせるような湾曲である。
【００４１】
ダクトアセンブリ50は、中央空気52がスピナーアセンブリ14によって偏向させられて管状の繊維ベール46の内側に当たるように、十分な量の中央空気52を上に向けてスピナーアセンブリ14の下面に当てる。ダクトアセンブリ50および上向き中央空気52の存在が、スピナーアセンブリ14の下の低圧区域の形成（トロイド状空気循環を伴う）を防ぐということが理解されうる。その結果、繊維ベール内で生じる再溶融物の量が、中央気流52の非存在下で生じる量に対して実質的に減少する。
【００４２】
中央気流52の供給源は、望ましくは、周囲温度以下の空気を供給する。比較的冷たい（すなわち、繊維ベール46の温度に対して）中央気流52は、繊維ベール46の温度を繊維44の溶融温度未満まで速やかに下げる。前記のような冷気の適用は、繊維44から製造される紙シート（または他の製品）の抗張力および伸びを高める。
【００４３】
中央気流52の圧およびスピナーアセンブリ14に対するエンドチューブ56の上端70の位置は、ベール46の内側に衝突する中央空気52の速度が、スピナーアセンブリ14に隣接する低圧区域の形成を防ぎ、ベール直径を増し、ベール46をエンドチューブ56の外面およびライザーチューブ54の上部60から離れさせるのに十分であるように調節することができる。たとえば、毎分約4000回転で駆動される直径23cmのスピナーを有する従来の解繊機12の場合（ただし、解繊機の回転速度は約3000rpm〜約5000rpmで変化しうる）、ダクトアセンブリ50を通過する中央空気52は、毎秒約0.7立方メートル〜約1.2立方メートルの範囲にあるべきである。エンドチューブ56の上端70は、スピナーアセンブリボウル22の周壁24から約2センチメートル〜8センチメートル間隔をあけて配置されているべきである。
【００４４】
上述したように、ライザーチューブ54には、減少した断面積の中間部分58を形成することができる。たとえば図3および図4を参照すると、例示する構造の中間部分58は、略長円形の断面プロフィールを有し、弓状または湾曲した端面80、82と、端面80、82の各端の間に延びる平坦な側面84、86とを有するように形成されている。ライザーチューブ中間部分58の上端では、水平なプレート61（図4）が側面84、86とライザーチューブの上部57の下縁との間に延びている。図4に示すように、中間部分58の断面プロフィールは、端面80、82の間で計測される長さLと、側面84、86の間で計測される、長さLよりも短い幅Wとを有する。長さLは、ライザーチューブ上端部57の直径に等しくてもよい。
【００４５】
理解されるように、ライザーチューブの断面プロフィールは、ベールがライザーチューブの上を流れるところで下方に流れる繊維ベール46（図1および図2）の方向に垂直に細長い。有利には、これが、繊維ベール46がライザーチューブの上をコンベア48（図1および図2）の上へより容易に流れることを可能にして、ライザーチューブの上面における繊維の蓄積を最小限にする。ライザーチューブの減少した断面プロフィールを共有する特定の態様のもう一つの利点は、ハウジング53とダクトアセンブリ50との間の気流に対する制限がより少ないことである。そのようなものとして、ライザーチューブの下部で再溶融物の形成を引き起こすことなく、ハウジング53の下方のコレクタにおける真空を減らすことができる。
【００４６】
加えて、図2に示すように、圧縮ガス導管またはライン88を設けて圧縮ガス（たとえば圧縮空気）を繊維ベール46に当てることができる。図示するように、例示する圧縮ガスライン88は、圧力調整器（図示せず）に接続することができる入口94をハウジング53の外に有する。圧縮ガスライン88は、ライザーチューブ54を通過して入口94から出口92まで延びている。または、圧縮ガスラインは、ライザーチューブ54の上面に沿って延びるように配置することもできる。いずれの場合でも、圧縮ガスラインの出口92は、圧縮ガスを上に向けて繊維ベールの下縁に当てて、繊維ベールを外側に流れさせてライザーチューブから離れさせ、それによってライザーチューブの上面における繊維の蓄積を減らすように配置される。または、圧縮ガスラインは、圧縮ガスをほぼ水平方向に向けて繊維ベール46の内側に当てて、ライザーチューブ上の繊維ベールの流れを促進するように配置された出口96（図2では点線で示す）を有することもできる。
【００４７】
実施例1
一つの特定の態様で、ライザーチューブ54の上部57は、直径が約10インチであった（約78.5平方インチの断面積を規定する）。ライザーチューブの中間部分58は、図3および図4に示すような形状の断面プロフィールを有していた。断面プロフィールの長さL（図4）は約10インチであり、断面プロフィールの幅W（図4）は約6インチであり、中間部分の断面積を78.5平方インチ未満に減らすものであった。ハウジング53は、直径が約24インチであった。装置は、直径約0.5ミクロン〜約7.0ミクロンの範囲の繊維を製造するために使用することができる。当然、これらの具体的な寸法（および本明細書で提供する他の寸法）は、本発明を例示するために記したものであり、本発明を限定するものではない。本明細書で記載する寸法は、様々な用途または状況に応じて改変することができる。
【００４８】
実施例2
ライザーチューブは、図3および図4に示すような形であった。ライザーチューブの上部57は、直径が約10インチであり、ライザーチューブの中間部分58は、長さが約10インチであり、幅が約6インチである断面プロフィールを有していた。ハウジング53は、直径が約24インチであった。ライザーチューブおよび回転型解繊機を使用して3.0ミクロンのガラス繊維を製造した。比較のため、直径10インチの従来の円柱形ライザーチューブ（断面プロフィールは減少せず）を使用して同じサイズのガラス繊維を製造した。結果を図12A〜12Cに示す。
【００４９】
図12A〜12Cでは、実線で示すグラフが、図3および図4に示すライザーチューブを使用して得られた結果を表し、点線で示すグラフが、従来のライザーチューブを使用して得られた結果を表す。注目されることに、空気抵抗の平均値は同様であったが、抗張力（図12A）および伸び（図12B）は、図3および図4のライザーチューブを使用して製造したガラス繊維のほうが大きく、同様な空気抵抗を維持しながらもより丈夫で強靭な製品が得られている。図3および図4のライザーチューブのさらなる利点は、ショット（得られた繊維マット中の非解繊ガラスの量）の重量％の平均値（図12C）が、このライザーチューブを使用して製造されたガラス繊維のほうが低いということである。加えて、図3および図4のライザーチューブを使用した場合、ハウジングの回収ドラムでのH2O中0.2の真空度で、再溶融物なしで繊維を集めることができたが、従来のライザーチューブの場合、再溶融物形成なしで繊維を集めるためにはH2O中0.5の真空度が必要であった。有利なことに、図3および図4のシステムは、低い真空中で運転することができるため、エネルギーを有意に節約することができる。
【００５０】
図5〜7は、繊維ベールがライザーチューブの上を流れる繊維ベール経路の方向に細長い、ライザーチューブの別の構造を示す。図5、6Aおよび7に示す態様では、ライザーチューブの断面プロフィールは、繊維ベールがライザーチューブの上を流れる下方向に先細りしている。図6Bは、上方に先細りしているライザーチューブの態様を示す。
【００５１】
図5は、たとえば、湾曲した端縁136、138と、端縁の間に延び、端縁138から離れる方向に収束または先細りする側縁132、134とを有する断面プロフィールを有するように形成されたライザーチューブ中間部分130を示す。断面プロフィールは、端縁136、138の間で計測される長さLと、側縁132、134の間で長さに対して垂直に計測される最大幅Wとを有する。図5に示す態様の具体的な手段では、長さLは約10インチであり、幅Wは約6インチである。
【００５２】
図6Aは、湾曲した端縁142と、端縁142の各端から延び、端縁142とは反対側の共通点で収束する側縁146とを有する断面プロフィールを有するように形成された、ライザーチューブ中間部分140を示す。図6Bは、狭い縁が頂部に位置し、端縁142がダクトがダクト部分57とハウジング53との間に延びる底部に位置するように配置された、ライザーチューブ中間部分140を示す。したがって、図6Bの態様では、ライザーチューブは、繊維ベールがライザーチューブの上を流れる上方向に先細りする。
【００５３】
図7は、湾曲した端縁152、154と、端縁の間に延び、端縁152から離れる方向に動いて収束する側縁156とを有する断面プロフィールを有するように形成された、ライザーチューブ中間部分150を示す。図7に示すライザーチューブの断面プロフィールは、端縁152（図7）が、ライザーチューブの上部57の曲率半径に実質的に適合する曲率半径を備え、端縁154（図7）が端縁136（図5）よりもわずかに小さい曲率半径を有することを除き、図5に示すものと類似している。
【００５４】
別の態様では、ライザーチューブの中間部分は、種々の他の断面プロフィールを有することができる。たとえば、ライザーチューブの中間部分は、概して長方形、三角形、台形、長円形、楕円形の、または前記形状もしくは他の形状の二つ以上の組み合わせである断面プロフィールを備えることができる。
【００５５】
図8は、もう一つの態様による、ガラス繊維を製造するための装置200を示す。この態様は、図2の態様と多くの類似点を共有している。したがって、図2の対応する部品と同一である図8の部品には同じ参照番号を付す。図2の装置100と図8の装置200との主な違いは、後者が、エンドチューブ56の上端とスピナーアセンブリ14との間に配置されたバリアまたはシールド202（以下、シールド部材またはガスそらせ板ともいう）を含む点である。
【００５６】
図8に示すように、例示する構造のシールド202は、逆円錐の形状であり、支持ロッド204に取り付けられている。支持ロッド204の下端は、エンドチューブ56内の支柱116に取り付けられている。シールド202は、上に流れる中央気流52を外側に偏向させてスピナーアセンブリ14から離れさせる。上記のように、中央気流は、繊維ベールの冷却を促進するために室温以下でありうる。場合によっては、中央気流は、スピナーアセンブリ14のボウル22内で溶融材料の凝固を引き起こすことがあり、その場合は、メンテナンスのためにアセンブリを早めに取り出さなければならず、生産時間の損失を招く。有利なことに、シールド202によって比較的冷たい中央気流52からスピナーアセンブリ14を保護することが、ボウル22内の溶融材料の凝固を最小限にするのに効果的である。
【００５７】
さらには、シールド202は、望ましくは、シールドとスピナーアセンブリ14との間に空隙を形成するように、スピナーアセンブリのスピナーシールド28の下方に間隔をあけて配置されて、中央気流からスピナーアセンブリを断熱する。図示しないが、シールド202は、中央気流からスピナーアセンブリをさらに断熱するため、セラミック繊維または任煮の他の種々の断熱材料の断熱層を含むことができる。
【００５８】
図9Aおよび9Bは、図1、2および8に示すシールド28の代わりにスピナーアセンブリ14の底部に取り付けることができる、250で示す熱シールド（本明細書中では、シールド部材ともいう）の別の態様を示す。例示するシールド250は、第一の支持層252、第二の層254、および第一の層と第二の層との間に介在する断熱層256を含む。断熱層256は、任意の種々の適当な断熱材料、たとえばセラミック繊維または炭素繊維でできていてよい。第一および第二の層252、254は、任意の適当な材料、たとえば金属または合金でできていてよい。シールド250には、シールドをスピナーアセンブリに取り付けるためのスピンドル16（図1）の端部を受け入れるサイズである中央開口258が形成されている。シールド250は、比較的冷たい中央気流52からボウル22を断熱し、図8に示すシールド202の代わりにまたはそれに加えて使用することができる。
【００５９】
図10A〜10Bは、一つの態様による、中央気流からスピナーアセンブリを断熱するためにスピンドル16に取り付けることができる、スピナーシールドアセンブリ300を示す。例示するアセンブリ300は、大きな上部シールド部材302、上部シールド部材の下に配置された中程度の中央シールド部材304、および中央シールド部材304の下に配置された小さな下部シールド部材306を含む。
【００６０】
例示する構造のシールド部材は略円錐台形であり、ボウル22よりも下のスピンドル16の端部を受けるサイズの各中央開口を有するように形成されている。ナット314をスピンドルの端部上に締め付けてシールド部材をスピンドルに保持することができる。図示するように、角度的に間隔をあけて配置された複数の突出または突起308を下部シールド部材306の上周縁に沿って形成することができる。突出308は、下部シールド部材306を中央シールド部材304から間隔をあけて配置されてそれらの間に空隙を形成するように働く。中央シールド部材304にも同様に、角度的に間隔をあけて配置された複数の突起または突出310を形成して、中央シールド部材304を上部シールド部材302から間隔をあけて配置され、それらの間に空隙を形成することができる。突出308、310は、適当な技術によって、たとえばシールド部材306、304中に突出を押し出すことによって形成することができる。
【００６１】
例示するシールドアセンブリは垂直に重ねた3枚のシールド部材を有するように示されているが、これは必須要件ではない。したがって、別の態様では、シールドアセンブリは、2個または3個より多くのシールド部材を有することもできる。
【００６２】
図11は、スピナーアセンブリ14のスピンドル16の中を通って延び、それとほぼ同軸にあるガス導管400を含むよう改変された、解繊機12を示す。ガス導管400の上端は、導管内のガス圧を変化させるために調整することができる、比較的冷たいガス（たとえば圧縮空気）の供給源に流動的に接続されている。ガス導管400の下端は、スピナーアセンブリ14のヒートシールド28のわずかに下まで延びている。図11には示さないが、ハウジング53（図1〜3）を解繊機12の下方に配置してベール46の均一な流れを促進し、ベールの完全性を保護することもできる。
【００６３】
図11に示すように、ガス導管400は、矢印によって表す連続ガス流402をスピナーアセンブリの下の領域に導入する。導管400の下端には、ガスを外側に向けて管状繊維ベール46の内側に当てるように構成されているノズル（図示せず）を備えることもできる。ガス流402は、スピナーアセンブリ14の下の低圧区域（トロイド状空気循環を伴う）の形成を防ぐのに役立つということが理解されうる。その結果、繊維ベール内で生じる再溶融物の量が、ガス402の非存在下で生じる量に比べて実質的に減少する。理解されうるように、ガス導管400を使用してスピナーアセンブリの下の低圧区域の形成を防ぐ場合は、ダクトアセンブリ50（図1〜3）の使用は不要である。
【００６４】
ダクトアセンブリ50の使用に関連して上記したように、導管400に供給されるガスを周囲温度以下で発生させて、繊維ベール46の温度を繊維44の溶融温度未満に下げることもできる。この冷気の適用が、繊維44から製造される紙シート（または他の製品）の抗張力および伸びを増す。
【００６５】
例示のためだけの前記態様において本発明を説明した。本発明は、その真意または不可欠な特徴から逸脱することなく、多くの改変および変形に供することができる。したがって、特許請求の範囲の真意および範囲内にあるすべての改変を本発明として主張する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】一つの態様による、ガラス繊維を製造するための装置の垂直断面図である。
【図２】解繊機に対するダクトの位置を調節するための機構を有する、ガラス繊維を製造するための装置のもう一つの態様の垂直断面図である。
【図３】図2の装置のダクトアセンブリおよび外部ハウジングの斜視図である。
【図４】図3の4-4線から見た図3の装置の断面図である。
【図５】ダクトアセンブリの下部の別の形状を示す、図4に類似した水平断面図である。
【図６】ダクトアセンブリの下部の別の形状を示す、図4に類似した水平断面図である。
【図７】ダクトアセンブリの下部の別の形状を示す、図4に類似した水平断面図である。
【図８】ダクトアセンブリからのガスを偏向させて繊維のカラムの内側に当てるためのバリアを示す、装置のもう一つの態様の垂直断面図である。
【図９】Aは、一つの態様による、解繊機スピナーアセンブリと共に使用するための断熱シールド部材の平面図である。Bは、9B-9B線から見たAのシールド部材の断面図である。
【図１０】Aは、一つの態様による、解繊機スピナーアセンブリに取り付けられた多数のシールド部材のシールドアセンブリの底面図である。Bは、10B-10B線から見たAのシールドアセンブリおよびスピナーアセンブリの断面図である。
【図１１】解繊機スピナーアセンブリを通過して延びるガス導管を含む、ガラス繊維を製造するための装置のさらに別の態様の垂直断面図である。
【図１２】従来の円柱形ライザーチューブに対する、図2〜4に示すライザーチューブを使用して製造したガラス繊維のサイズおよび抗張力（A）、伸び（B）、ならびにショット（C）を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
10  ガラス繊維を製造するための装置、12  解繊機、14  スピナーアセンブリ、16  スピンドル、18  回転軸、20  ベルト駆動プーリ、22  ボウル、24  周壁、28  シールド、30  溶融ガラス、32  落下管、34  ノズル、36  環状チャンバ、38  耐火材、40  スクリーン、42  燃料供給マニホルド、44  繊維、46  繊維ベール、48  コンベア面、50  ダクトアセンブリ、52  中央空気、53  ハウジング、54  ライザーチューブ、56  エンドチューブ、57  ライザーチューブ上端部、58  ライザーチューブ中間部分、59  ライザーチューブ下端部、60  中間ダクト部分、62  噴射気流、63  ノズル、64  中心線、66  ライザーチューブ上端、68  エンドチューブ下端部、70  エンドチューブ上端部、72  中間フレア部、80  端面、82  端面、84  側面、86  側面、88  圧縮ガスライン、92  出口、94  入口、96  出口、100  ガラス繊維を製造するための装置、102  調節アーム、104  調節アームの外端、106  調節アームの内端、108  チェーン型リンク、110  調節ロッド、112  ガイドベアリング、114  支柱、116  支柱、118  プレート、120  スロット、122  ギア機構、124  ハンドル、126  クランクシャフト、130  ライザーチューブ中間部分、132  側縁、134  側縁、136  端縁、138  端縁、140  ライザーチューブ中間部分、142  端縁、146  側縁、150  ライザーチューブ中間部分、152  端縁、154  端縁、156  側縁、200  ガラス繊維を製造するための装置、202  シールド、204  支持ロッド、250  シールド、252  第一の支持層、254  第二の層、256  断熱層、258  中央開口、300  スピナーシールドアセンブリ、302  上部シールド部材、304  中央シールド部材、306  下部シールド部材、308  突出、310  突出、314  ナット、400  ガス導管、402  ガス流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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