JPS5997549A - 連続ガラス繊維の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明ケよ、多数のオリフィスを含む多孔板中に形成さ
するオリフィスから溶融材料を引き出して細長化するこ
とにより、熱可塑性無機質材料の繊維を製造するための
装置に関する０さらに詳しくは本発明は、多孔板の下流
で造ら′ｔ′Ｌだストランド及びフィラメントを０械的
に細長化することによシ連読ガラス繊維を製造する装置
に関し、ここに得られたフィラメントは一般に円筒形の
支持部材に巻かわる。

発明の背景 先行技術における種々の形状の連続ガラス繊維製造装置
にあって、ブツシュを備えた装置が相当数あり、ここに
ブツシュベースは一般に互いに非常に接近して配置さ′
ｎた多数のオリスイスをもつ多孔板である。

こｎらのブツシュの主な目的は溶融ガラスによるブツシ
ュの底側の被覆を防き゛又は制限するためである。この
現象は溢流（ｂｌｏｏａｉｎｇ）と呼ばｎ２フイラメン
トの細長化時と同様にブツシュの始動の瞬間にも容易に
起こる現象である。

この問題点を解決するために種々の解決策が推奨さｎて
いる。一般にとｒらの解決策はガス流の作用によりブツ
シュベースを持続的に冷却甲。

することｌフッシュベース上のオリフィスの特別な配置
の仕方、及び特にブツシュベースの構造を特別なやす造
とすることなどを別個に或は組合わせて行うことを意図
するものである。

以下に記載する本発明に関してこの分野の先行技術を示
す。

米国特許第３，５７７．３ｇ１号は加圧下で溶融ガラス
を供給する耐圧構造となったブツシュが記載さｎている
。例えばこのブツシュベースは薄い金属板が所定回数曲
げら口、壁部が結合した一連の波状起伏を形成する。こ
の構造は一連の平行な溝を形成し、谷溝はオリフ１′ス
が列に穿孔すｆｌ　フζ丸いベースを有する。ブツシュ
ベースはまた局部的にコ枚の板が結合さｔして形成さ汎
、これはブツシュの内側とここからフィラメントが形成
さね、る多孔区域との間に中間区画を規定する。ベース
に硬さを与える上部プレートは厚く、その底に一連の突
起を備え、該突起の底側には第一のより薄い板が結合さ
れる。この第一の板はｌ又は数個のオリフィスが穿孔さ
れた球形の切片により外側に形成さ才また非常に小さい
一連のキャビティを有する。

どの場合でも、フィラメント′を押出すことを可能とす
る圧力の作用のため海流の問題は解決さ扛る。

しかし約１０．コノｃｇ７ｃｍ’　　（約ＩＯバール）
程度の圧力下に溶融ガラスを維持するには解決困難な少
なからぬ問題を伴う。

溢流を抑制する他の手段は７２ンス国特許第、２．３３
り、６３７　号によって提案さｎた。この特許はベース
が複数のオリフィスが穿孔さｆ′した単純な平板によっ
て造らｎだブツシュのタイプが記載さｎており、これら
のオリアイスは核数個の区域に配置さｎ１各区域はコ又
は３の群をなして近接して配置さｎた数十のオリフィス
を含む。

この配置はブツシュの始動時における溢流の連続的調節
、及びフィラメントが偶然に破断した時に溢流の伝播の
防止の両者を可能とする。

こ′ｔ′Ｌは／又は数個の空気噴射をプンシュベ〜スに
向けて持続的に作用させることを前提とするＯ この冷却法及びこのタイプのベースでは、溶融フィラメ
ントが鎖状に破断すること、または制御不能な潅流を起
こす可能性があるガラスの温度変化の非常に局部化した
変化を防止することは回船である。

発明の概要 本発明の目的は、ジュール効果により加熱されたブツシ
ュを備え、機械的細長化によって連続ガラス繊維を製造
するだめの装置であり、溢流を減少し複数のオリフィス
が穿孔さｆｂた区域の安定性を教官した装置にめる０ 本発明の他の目的は、多数のオリフィスが穿孔さ才１こ
こから小直径の連続ガラスフィラメントを安定して機械
的に細長化できる底（ベース）をもつブツシュにある。

本発明によるブツシュは以下に示すような繊維化装置を
備える。

繊維化装置は本質的に、金属平板から造らｔたブツシュ
に結合さｆ′ｌ−た溶融ガラス供給源、フ。

ッシュベースに向けてガスを送るブロアー装置、フィラ
メントを誘導し機械的細長化を行う部材ならびにガラス
フィラメントに被覆すなわち糊付けするための手段を備
える０ブツシユーミースつ下端をｊｒＢえた多数の導管
が配置さｆＬ、各小寒は前記導管の７つによってブツシ
ュの内側に通じてお９、各小穴の底は連続壁により閉塞
さ扛、この連続壁には数個のオリスイスが穿孔さｎ１且
つ連続壁の底の外側は平らである０ 本発明装置はさらに、ブツシュベースに近接して固定さ
れブツシュベースの力に向いたガス流と協錫できる冷却
部材を含んでもよい０本発明の特徴の１つは導管のベー
スと通じている小穴の頂点と該導管のベースか同一平面
内に位置する点である。

本発明の他の特徴は各導管は／又は数個の小穴がおいて
いることである。

／又は数個の小穴がおいている導管は、全長にわた９均
一な断面を有する。各導管に７個の小穴がおいていると
さ、この導管断面は対応する小穴の断面とは小穴と導管
との接点において等しい。各小寒はさらに全長に渡シ均
一な断面を有する。

一般に白金の平板で造らｎたブツシュ１０はジュール効
果により加熱するための電流供給用端子／／を備える。

ブツシュＩＯは溶融ガラスを含み、この溶融ガラスはオ
リフィスを通して流ｎ平らなプレー）／Ｊの底側に分散
する溶融ガラス、各小穴の下方に垂直に位置する数個の
オリフィスＯの多数の群を含む。ブツシュは公知タイプ
のガラス供給源と連絡しており、この供給源は溶融炉の
前床（この前床からガラスは溶融状態で直接ブツシュに
流さ乙る）であってもよく、又はガラスをビー玉状で供
給する供給装置（このビー玉状ガラスはブツシュ中で再
溶解する）であってもよい。何れのガラス供給源を利用
したとしてもオリスイスを通る溶融ガラスの流九は本質
的にはグレート上にある溶融ガラスの静圧によって維持
さｎる。ガラスは回転スピンド諏し／グを媒介して従来
法によシ素フィラメント／３に細長化さする。／Ｓで示
す糊付部材によって糊剤を付着した後、フィラメントは
当業界で使用さする通常の部材例えばコーム／７及び７
ｇにより７本又は数本のストランド／６に集めら扛、次
いでこのストランドは回転スピンドルｌダに沿って分配
部材すなわちつる巻機ｌ？の作用の下で巻き位置かずら
さｉて回転スピンドル／’４上に巻きつけら飢ル。

例えば一連の開ロユｌを伽えら′ｎた送風マニホールド
２０は繊維化平面に近接した下部に取付けらｉＳ開ロコ
／はブツシュベースの方向を向いている。この開口は互
いに近接して配置さ扛ノズル又はオリフィスを形成し、
ブツシュの縦軸に平行に設けられる。送風マニホールド
２０は導管ココによりガス源（図示せず）へ接続さ詐て
いるｂ送風マニホールドΩＯは固定式、回転式、又は振
動式であってもよい。第１図に示された後者の場合、送
風マニホールド２０の端部の一方はモーター２３の軸に
接続したカム２乙の支持面に当接したローラー、２りを
備えた従動アーム２ｔの中継によってモータに接続さ１
ている。業界で自業者に公知の他の送風手段も本発明に
よるブツシュを備えた装置に使用することができる。

プレート／２の底側に向うガス流は繊維化操作の始動の
瞬間又はこの操作を継続している間中、独特に使用する
ことができる。このガス流はブツシュベース上の種々の
オリフィス群０の配置、／群当シのオリフィスの数、冷
却部材の存否に依存する。

第２図は本発明によるブツシュの／実施態様を示す。こ
の例ではブツシュベースは高温で耐酸化性■ある白金合
金の板３０例えば白金９０チ及びロジウム／（７％から
なる合金の板３０から形成される。板３０の上部に多数
の導管３／が配置され、導管上部はブツシュ内部に向っ
て開口し、その底部は小孔３コと連絡している。

導管と連絡している小孔の上部と導管底部とは同一平面
■−■に位置している。小孔３２は板３０の底部に配置
さ口、底は薄肉板３３によシ形成さ打る壁により閉じら
れている。この薄肉板３３は当業者が通常行う十分な結
合手段によって板３０に結合さｎる０ 小孔３二の垂直な配列において、薄肉板３３は数個のオ
リフィス３１Ｉが穿孔さＣ１このオリフィスを通してガ
ラスが流扛連続フィラメント３５となる。第二図に示さ
ｆＬだ実施態様において、導管３／は全体に同一断面を
有し吐出し点以降で導管より大きい断面の小孔３ツと接
続する。これらの小孔もまた全体に均一な断面を有する
。冷却部材例えばフィン３６は薄肉板３３に近接して配
置さｎる。

第３図は第２図と同様な構成Ｏブツシュベース上面の一
部の平面図であり、３７で示される導管と３ｇで示さｎ
る小孔との断面の相違を示す。この場合後者は円形形状
である。板３３は小孔７個に付オリフイスグ個の割合で
オリフィス３ヂが穿孔さｔｌこれらのオリフィスは正方
形の角に規則正しく配置さｎ１該正方形の中心は小孔の
底板の中心と一致する。

薄肉板３３は板３０と同−又はこ扛と異なった白金合金
であり、特に使用さｎる溶融ガラスに対する湿潤性の度
合によって選択さする。湿ｄ、ｒＪ　ａの比較的低い合
金は溢流現象を減少又は除去さえも可能である。

一般に連続繊維の製造に使用さｒるＥガラスの場合に一
白金９３係、イリジウムｙ％、及び金４ｔｅｌ）の合金
が有効である。このような合金からなす／１５０″Ｃｖ
Ｃなる板上のＥガラスの接触角は７６−０であり、一方
ロジウムｉｏ％を含む白金板上での同温における接触角
は３７°である０ 導管及び小孔の接合が直角にだけ接合さ扛るよりゆるや
かに接合さｎる均一または均一でない他のタイプの断面
の対応する導管及び／ｉたは小孔を使用することも可能
である。

第７図は数個の小孔に溶融ガラスを供給する導管につい
ての実施態様を示す。この例ではブツシュベースを形成
する平板の底部に円筒形の小孔ｙｏが互い違いに配列さ
ｔて機械加工される。こＯ平板の上部にはこ扛もまた円
筒形の導管グ／が３個の小孔にまたがり且つ小孔ダＯを
分離する金属体グーの上部に連結するように機械加工さ
れる。導管り／に供給さｎ、るガラスは機械加工によシ
設けられた開ログ３を通して小孔に向って流ねる。第２
図に示さｆＬだ実施態様のように、小孔の底は平板によ
り閉基さｔ１核平板にｄ小孔／個当シ弘個の割合でオリ
フィスｌｌＩが穿孔さ牡る。

第５図には別の、特に簡単な実施態様を示す０この場合
導管と小孔は同じ均一な断面を有する。

従って導管と小孔とは例えば円部形の空洞ダ５薄壁には
空洞／個当シ数個のオリフィス＋７が穿孔さｎ、る。冷
却部材例えばフィンｙｇは薄壁ｌ６に接近して配置する
ことができる。

各小孔すなわち空洞の底にオリスイスか分散配置されて
いるために、これらのオリフィスはブツシュベース上に
規則正しく分散した群の形態で存在する。第６図及び第
５図はＯ３及び０２で示さ′ｔ′したオリフィス群のコ
種の例を示す。これらの群は弘個又は７個のオリフィス
を含み、第２図及び第Ｓ図に示したように小孔３ツ又は
空洞ｑｓの底に配置さｎる。

小孔７個に当りのオリスイスの数、同じ群に属するコ個
の隣接したオリフィス間の距離、又はコ個の隣接した小
孔すなわち空洞間の距離は足側の実施態様ごとに異なる
ノ（ラメークであり、こ１らは特にブツシュベースの厚
さ、使用する冷却法及びブツシュ底壁の合金成分の値に
依存する。

本発明によるブツシュベースはガス流により、及び／又
はフィンを含む冷却装置例えば第二図第５図、第５図、
及び第９図に示すものにより冷却することができる。こ
ｔらのフィンは優れた熱伝導性を有し少くとも１個のマ
ニホールド（図示せず）が接続され、冷却液体例えば水
が循環さｎる。

小孔又は空洞はブツシュの縦軸に垂直な列に配置される
。こｔらの列は第６図及び第５図に示すように一列、二
列、又は複数列に互い違いに配置してもよい。これら最
後の２つの場合において、オリフィス群は第７図及び第
７図に示すように区画に配列されるＯ ２つの隣接する区画をそｎぞｔ縦方向及び横方向に隔て
る距離″′ａ”及び′ｂ”はコ、５ないしる朋、好適に
は３ないしｌｌｍｍの範囲である。

各列においてコつの隣接する小孔又は空洞を隔てる距離
“Ｃ”又は”ｆ”は少くともｏ、ｔｍｍであシ、好適に
はＯ，Ｓないしへ５朋の範囲である。２つの異なった列
に属する一つの隣接した小孔又は空洞を隔てる距離″ｅ
”は最大５　ｍｍであり、互い違いの配列の場合（第を
図参照）この距離は零及び負でもよい。

ブツシュベースの全厚ｐは３ないし１０ｍ１Ｒであり、
薄肉板３３又は薄壁を乙の厚さｐ＋はθ、コないし２　
ｍｍの範囲であり、好適には０．りないし／　ｎｒｍで
ある。

とｎら最後の寸法上の特徴は重要であり、従来ブツシュ
に対する本発明によるブツシュの異なった利点の原因と
なっている。

先行技術の平底ブツシュは一般に複数のオリスイスに孔
をあけらｎた平板を備え、この平板はオリフィス中をガ
ラスが流ｎるときの水頭損失が多くな９過ぎるのを避け
るために薄肉である０ この平板はガラスによる熱と圧力の相乗効果の下でかな
り急速に変形する。ブツシュベースを溝によって補強す
ることもまた必要である（例えば米国特許第３９ｇｇ／
、３！；　　号に記載）。

本発明によりブツシュベースを形成する板の構造は水頭
損失をそｎはど増加させることなく厚さｐに起因して変
形を防止する。さらに各小孔入口の開口部の通路断面は
場合により導管の寸法及び／又は小孔に対する導管の配
列の仕方によってかなシ変えることができるからと詐ら
の部材の多数の組合せによシ水頭損失を減少させること
が可能である。加えて、ｐとは独立にできるだけ薄く選
択できる厚さｐ＋　　は小さい直径のオリフィスを通し
て高押出量を達成することを可能となす。

とｎらの利点の他に平板の厚さｐは、ブツシュ操作を長
時間中断することなくブツシュの再始動時又は繊維化操
作時に有効にガラスを冷却することを可能となす。所定
の厚さｐについて合金維持量が多いことは注目すべきで
ある。このようにして第２図で示した構造は、所望オリ
フィス密度又は例えば採用する冷却法の作用としては第
５図より優先して選択される。

本発明によるブツシュの他の利点は以下の通シである。

繊維化作業中に破損が起こったとき、その結果として起
こる溢流は多くはオリフィスＯの１つの群に限定さｎる
。すなわち、同一区画の数群には溢流が広がるが／区画
から他の区画へは特別な場合を除き広がらない。こｎは
ブソシュの再始動及び作業間の時間の減少を促進する。

前記した実施態様の装置の変更は本発明の範囲を越えな
い限シ可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブツシュを備えた細長化装置を概
略的に示し一部が除去さｎた正面図、第２図は第１実施
態様のブツシュベースの一部の縦断面図、第３図は第２
図に示したものと同様なブツシュベースの一部の上部平
面図、第り図は第１実施態様によるブツシュベースの一
部の上部平面図、第５図は第３実施態様によるブツシュ
ベースの一部の縦断面図、第６図は本発明の第１実施態
様によるブツシュベースの一部の底部平面図、第７図は
ブツシュベース上のオリフィスの配置を示す第６図に示
したブツシュベースの一部の第６図より縮尺した底部平
面図、第３図は本発明による第１実施態様によるブツシ
ュベースの一部の底部平面図、第９図はブツシュベース
上のオリフィスの配置を示す第３図に示したブツシュベ
ースの一部の縮尺底部平面図である。図中、 ／θ・・ブツシュ、／／−一端子、／コｅ・（平）板、
／３・・累フィラメント、ｌグ・・回転スピンドル、１
５＠−糊何部材、／６ａ・ストランド、／７．／ざ一−
コーム、／９・Φ分配部材又はつる巻線、２０・・吹込
マニホールド、ａ／・・開口、２．２＠・導管１．２３
φ・モーター、−り・・従動アーム、コ５・・ローラー
　、２Ａ・・カム、３０＠拳　（平）板、３／・φ導管
、３．２・・小孔、３３・・薄肉板、３り・・オリフィ
ス、３５・・連続フィラメント、３６・・フィン、３７
・・導管、３ｇ・・小孔、３９嗜・オリフィス、グＯ・
−小孔、”　／　’Φ導管、＋Ｊ・・金属体、弘３・・
開口、グダ・拳オリフィス、グ５・・空洞、ｔ６Φ・薄
壁、グア・豐オリフィス、７ｇ・・フィン、５０・・　
（平）板。 特許出願人代理人　　曾　我　道　照■−′１′、−〜
、 手続補正書 昭和５８年１２月１４　日 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和ｓｇ年特許願第２０／／１，１．、号２、　発明の
名称 連続ガラス繊維の製造装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　ヴエトロテツクス・サン−ゴーパン４、代理人 図　　　面 ム　補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　複数区画に規則正しく配置さｆＬだ群をなして互い
   に非常に接近して配置された複数のオリフィスが穿孔さ
   ｆした平らな底部すなわちベースを有し且つジュール効
   果によシ加熱さ詐るブツシュに接続され、重力だけによ
   ってガラスを供給する供給源を備えた連続ガラス繊維製
   造装置においてブツシュベースが平板からなり、該平板
   には上方にブツシュ内部方向に向いて開口と底部に多数
   の小孔方向に向いた開口とを備えた多数の導管が配置さ
   れ、各小孔は前記導管の１つを介してブツシュの内部と
   連通してお夛、各小孔の底は連続した平らな壁により閉
   塞され、該壁には数個のオリフィスづつ群をなして穿孔
   され、各小孔のオリフィスは前記導管の少くとも７つと
   連通していることを特徴とする、連続ガラス繊維の製造
   装置。 ユ　導管の底と、該導管と連通した小孔の頂部とが同一
   平面上にある特許請求の範囲第１項記載の装置。 ユフッシュベースにおいて各導管が単一の小孔上に開口
   する特許請求の範囲第１項又は第一項のいずｎかに記載
   の装置。 グ　各導管の断面が全体に均一である特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の装置。 ５　各小孔の断面が全体に均一である特許請求の範囲第
   ダ項記載の装置。 ム　各導管の断面が該導管と連通した各小孔の上部の断
   面に等しい特許請求の範囲第５項記載の装置。 ク　ブツシュベースが単一の部材からなる特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の装置〇ざ　小孔の底を閉塞す
   る壁か導管及び小孔が配貸さｎた板底部に結合さｎた平
   板によって形成される特許請求の範囲第１項又は第一項
   記載の装置。 ９　ブツシュベースが同一の金属合金から造ら扛る特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 １０　各小孔の底を閉塞する平板が／／！；０℃での溶
   融ガラスとの接触角が６００又はそｎ以上の接触角の合
   金からなる特許請求の範囲第ｇ項記載の装置。 ／／　ブツシュベースの小孔の配置がブツシュの縦軸に
   垂直な列をなす特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   装置。 ／ユ　小孔が互い違いに配列される特許請求の範囲第１
   １項記載の装置。 ／３．　　小孔が複数区画ごとに再グループ化さｎる特
   許請求の範囲第１２項記載の装置。 ／ｌ　各小孔及び各導管の断面が円形である特許請求の
   範囲第７項メは第２項記載の装置。