FR2482079A1

FR2482079A1 - Nozzle plate for drawing glass fibres - where grooves on underside of plate permit small spaces between numerous holes producing fibres of small dia.

Info

Publication number: FR2482079A1
Application number: FR8113628A
Authority: FR
Inventors: Hiroaki Shono; Toshio Noji; Shinzo Ishikawa
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1981-11-13
Also published as: ZA792126B; JPS54147212A; BE876072A; SU1061696A3; FR2482079B1; JPS594388B2

Abstract

The flat underside of the plate is provided with rows of longitudinal and transverse grooves which intersect like a grid to form numerous zones or islands, each of which contg. a hole through which molten glass is drawn to make fibres. The grooves pref. possess a rectangular-, inverted V-, or an inverted U-, cross section. The holes are pref. so close together on the nozzle plate that it is necessary to blow cooling air onto the underside of the plate to keep the cones of molten glass flowing through the holes separate. Islands are pref. square; and the distance between the axes of adjacent holes is pref. 1.4-4.0 mm, the rectangular cross-section of the grooves being 0.3-3.0 mm wide and 0.4-4.0 mm deep. Thin fibres of eg. 13 mu m dia. can be drawn without the molten cones of glass marging into each other on the underside of the plate.

Description

La présente invention se rapporte à une plaque à orifices pour une filière d'étirage de fibres de verre et elle concerne p] particulièrement un perfectionnement apporté à une plaque à orifi ces du type possédant une face inférieure plane. The present invention relates to an orifice plate for a glass fiber drawing die and it relates p] particularly to an improvement made to an orifice plate of the type having a flat lower face.

Les plaques à orifices pour filières d'étirage de fibres ( verre peuvent être classées en deux types principaux : un type ds lequel un grand nombre de trous lisses débouchent dans la face iI férieure plane de la plaque à orifices et un autre type dans leqi la plaque comporte des orifices dits à pointe, c'est-à-dire dans lequel chaque orifice se termine par une pointe dirigée vers le qui fait saillie sur la surface inférieure de la plaque a orifices
Le premier type est avantageux car sa fabrication est trè. Orifice plates for fiber drawing dies (glass can be classified into two main types: one type in which a large number of smooth holes open into the flat bottom face of the orifice plate and another type in which the plate has so-called point orifices, that is to say in which each orifice ends in a point directed towards the which projects on the lower surface of the orifice plate
The first type is advantageous because its manufacture is very.

simple mais il pose un problème du fait que la production de fib: de verre par plaque à orifices ne peut pas être augmentée au-deli d'une certaine limite. La raison en est que, lorsque la densité trous ou orifices lisses est augmentée au-delà d'une certaine lii te, les cônes de verre fondu formés aux orifices adjacents de la face inférieure de la plaque tendent à se réunir, de sorte qu'il devient difficile de les étirer en fibres.simple but it poses a problem because the production of glass fib: per orifice plate cannot be increased beyond a certain limit. The reason is that, when the density of holes or smooth orifices is increased beyond a certain limit, the cones of molten glass formed at the adjacent orifices of the underside of the plate tend to come together, so that it becomes difficult to stretch them into fibers.

Le deuxième type présente l'avantage de permettre d'auge ter la densité des orifices parce que les orifices à pointe s'op] sent à la réunion des cônes de verre fondu qui émergent des orif. The second type has the advantage of making it possible to increase the density of the orifices because the apertures with points point to the union of the cones of molten glass which emerge from the orifers.

ces a pointe adjacente, ce qui évite que la face inférieure de 1 plaque à orifices ne se recouvre de verre fondu. Toutefois, il existe encore une limite à l'accroissement de la densité des ori fices. En effet, lorsqu'on augmente la densité des orifices, le verre fondu émergeant de ceux-ci remonte le long de la surface externe de la pointe et se réunit au verre fondu sortant des ori fices adjacents. Pour éviter ce phénomène, on a interposé des ailettes refroidies par circulation d'eau ou des tubes de circulation d'eau de refroidissement entre les rangées de pointes afin de refroidir le verre fondu sortant des orifices. Cette technique entraîne également une limitation de l'espacement des orifices à pointe, c'est-à-dire de la distance entre les axes de orifices adjacents.Par exemple, l'espacement des orifices est dl 3,5 à 5,0 mm dans les régions qui ne comportent pas d'ailettes di refroidissement et de 5,5 à 10,0 mm dans les régions qui comportent des ailettes de refroidissement. Les plaques à orifices à pointe de l'art antérieur possèdent de ce fait un nombre moyen
d'orifices de l'ordre de 400 à 80Q, avec un maximum de 2 000. Par
ailleurs, la fabrication des plaques à orifices à pointe est
compliquée, ce qui se traduit pas un prix de revient élevé.these has an adjacent point, which prevents the underside of 1 orifice plate from being covered with molten glass. However, there is still a limit to the increase in the density of the orifices. In fact, when the density of the orifices is increased, the molten glass emerging from them rises along the external surface of the point and meets the molten glass emerging from the adjacent orifices. To avoid this phenomenon, there are interposed fins cooled by water circulation or cooling water circulation tubes between the rows of points in order to cool the molten glass leaving the orifices. This technique also results in a limitation of the spacing of the tipped orifices, i.e. the distance between the axes of adjacent orifices. For example, the spacing of the orifices is dl 3.5 to 5.0 mm in regions that do not have cooling fins and 5.5 to 10.0 mm in regions that have cooling fins. The apertured orifice plates of the prior art therefore have an average number
orifices on the order of 400 to 80Q, with a maximum of 2,000.
elsewhere, the manufacture of point orifice plates is
complicated, which translates into a high cost price.

Pour augmenter la densité des orifices du premier type de
plaques à orifices, le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 905 790 prévoit un procédé consistant à souffler de l'air en direction de
la surface inférieure de la plaque à orifices, à contre-courant par
rapport aux courants formant les fibres de verre que l'on tire de
cette plaque.Dans ce procédé, même si la plaque à orifices possè
de une densité d'orifices suffisamment élevée pour provoquer la
réunion des cônes de verre fondu adjacents et le recouvrement
résultant de la surface inférieure de la plaque,llair soufflé
contre la face inférieure de la plaque à orifices non seulement
refroidit les cônes de verre fondu, mais également chasse les gaz
qui stagnent autour de ces cônes, de sorte que la masse de verre
fondu qui s'étale sous la face inférieure peut être divisée en
cônes distincts à étirer en filaments de verre individuels. Etant
donné que le refroidissement important assuré par la projection
d'air permet d'obtenir une excellente séparation de la masse de
verre fondu en cônes individuels, sans ailettes de refroidissement.To increase the density of the orifices of the first type of
orifice plates, U.S. Patent No. 3,905,790 provides a method of blowing air toward
the lower surface of the orifice plate, against the current by
compared to the currents forming the glass fibers that we draw from
In this process, even if the orifice plate has
a density of orifices high enough to cause the
meeting of adjacent molten glass cones and overlap
resulting from the bottom surface of the plate, the clear blown
against the underside of the orifice plate not only
cools molten glass cones, but also flushes gases
which stagnate around these cones, so that the mass of glass
fade that spreads under the underside can be divided into
separate cones to stretch into individual glass filaments. Being
given that the significant cooling provided by the projection
air provides excellent separation of the mass of
glass melted into individual cones, without cooling fins.

ni tubes de circulation d'eau de refoidissement, la plaque à ori
fices plane peut posséder une densité d'orifices supérieure à celle
de la.plaque à orifices à pointe. La plaque à orifices utilisée
dans ce procédé d'une façon générale a une épaisseur de 1,0 à 10 mm
et comporte 2 000 à 6 000 orifices, espacés de 1,40 à 4,00 mm et
elle sera désignée dans la suite comme une "plaque à orifices
rapprochés".neither cooling water circulation tubes, the ori plate
plane fices can have a density of orifices higher than that
of the plate with pointed orifices. The orifice plate used
in this process generally has a thickness of 1.0 to 10 mm
and has 2,000 to 6,000 holes, spaced 1.40 to 4.00 mm apart and
it will be designated in the following as a "orifice plate
close together ".

Toutefois, bien que ce procédé ait un rendement élevé dans
le cas des fibres de verre d'un diamètre supérieur à 15 microns,
il pose un problème, dans le cas de ltétirage de fibres ou fila
ments de verre plus fins, d'un diamètre inférieur à 13 microns,
car il se produit très fréquemment des ruptures de filaments, ce
qui se traduit par une productivité médiocre.However, although this process has a high yield in
the case of glass fibers with a diameter greater than 15 microns,
it poses a problem, in the case of the drawing of fibers or fila
finer glass elements, with a diameter of less than 13 microns,
because very often filament breaks occur,
which translates into poor productivity.

En général , la rupture qui se prosuit pendant l'étirage
des fibres de verre est due à la présence de matières étrangères
dans le verre fondu, par exemple de bulles d'air (ou germes), de
cannelures (ou cordes), de matières non fondues, des particules
réfractaires et analogues. Ceci est vrai également dans le cas de
l'utilisation d'une plaque à orifices à pointe. Si l'on étire des
fibres de verre d'un même diamètre en partant d'une même- qualité
de verre fondu, la fréquence des ruptures est plus grande lors
qu'on utilise une plaque à orifices rapprochés que lorsqu'on
utilise une plaque à orifices à pointe.Une première raison en est
qu'à cause des différences de conditions de température du verre
fondu et de longueur d'orifices, même lorsqu'on étire une même
qualité de verre fondu en fibres de verre d'un même diamètre, le
diamètre des orifices des plaques à orifices rapprochés doit être
inférieur à celui des plaques à orifices à pointe. (En général1 le
diamètre des orifices des premières plaques est de 0,9 à 1,8 mm,
ce qui est équivalent à environ de 1/2 à 7/10 du diamètre des
orifices des deuxièmes plaques). Il en résulte que, avec la plaque
à orifices rapprochés, les cônes de verre fondu sont de plus petit
dimension qu'avec la plaque à orifices à pointe, de sorte que le
rapport surface /volume du cône de verre fondu est plus grand dans
le cas d'une plaque à orifices rapprochés que dans le cas d'une
plaque à orifices à pointe.La probabilité que les matières étran
gères contenues dans les cônes de verre fondu atteignent la surf ac
de ces cônes, est plus grande lorsqu'on utilise la plaque à orifi
ces rapproches que lorsqu'on utilise la plaque à orifices à pointe
Etant donné que la rupture des filaments est attribuée aux matière
étrangères qui atteignent la surface du cône de verre fondu plutôt
qu'à celles qui restent dans la masse de ce cône, la fréquence de
rupture des filaments est plus grande lorsqu'on utilise la plaque
à orifices rapprochés que lorsqu'on utilise la plaque à orifices à
pointe.In general, the break that occurs during stretching
glass fiber is due to the presence of foreign matter
in the molten glass, for example air bubbles (or germs),
grooves (or ropes), of unmelted material, particles
refractory and the like. This is also true in the case of
the use of a plate with pointed orifices. If we stretch
glass fibers of the same diameter starting from the same quality
of molten glass, the frequency of ruptures is greater during
that a plate with close orifices is used only when
uses a point orifice plate. A primary reason is
that due to differences in glass temperature conditions
melted and of orifice length, even when stretching the same
quality of molten glass made of glass fibers of the same diameter, the
diameter of the holes in the plates with close holes must be
lower than that of point orifice plates. (In general1 on
diameter of the orifices of the first plates is 0.9 to 1.8 mm,
which is equivalent to about 1/2 to 7/10 of the diameter of the
holes in the second plates). As a result, with the plate
with close orifices, the cones of molten glass are smaller
dimension than with the point orifice plate, so that the
area / volume ratio of the molten glass cone is greater in
the case of a plate with close orifices than in the case of a
point orifice plate. The likelihood that the material will
in the molten glass cones reach the ac surface
of these cones, is larger when using the orifi
these approaches only when using the point orifice plate
Since the breaking of the filaments is attributed to the material
foreigners that reach the surface of the molten glass cone rather
than those which remain in the mass of this cone, the frequency of
filament breakage is greater when the plate is used
with close ports only when using the port plate with
point.

Une seconde raison est que les courants d'air projetés contr
la face inférieure de la plaque à orifices peut assurer un-effet d
refroidissement plus efficace que celui des ailettes de refroidis
sement portées par la plaque à orifices à pointe. Cela signifie qu
lorsque les jets d'air de refroidissement sont projetés contre les
cônes de verre fondu, non seulement ils refroidissent ces cônes de ,verre fondu, mais ils expulsent les gaz qui stagnent autour de ces
cônes, en accentuant ainsi l'effet de refroidissement. Par suite,
la surface du cône de verre fondu peut être revêtue d'une couche
de verre possédant une viscosité très élevee et, lorsque le cône
de verre fondu s' amincit pour donner une fibre- quelques bulles
d'air présentes dans la couche superficielle peuvent se transforme
en défauts de la fibre, ce qui se traduit par la production d'une
fibre ayant tendance à se briser facilement. A second reason is that the projected air currents
the underside of the orifice plate can provide a d-effect
more efficient cooling than the cooling fins
carried by the plate with pointed orifices. It means that
when the cooling air jets are projected against the
molten glass cones, not only do they cool these molten glass cones, but they expel the gases that stagnate around these
cones, thus accentuating the cooling effect. Consequently,
the surface of the molten glass cone can be coated with a layer
of glass having a very high viscosity and, when the cone
of molten glass thins to give a fiber- some bubbles
air present in the surface layer can be transformed
fiber defects, which results in the production of a
fiber tending to break easily.

Le procédé du brevet USA nO 3 905 790 cité ci-dessus pré
sente un autre inconvénient. Au moment de la mise en marche de
l'étirage des fibres de verre ou lorsque toutes les fibres rassem blées en un brin se brisent spontanément pendant l'étirage, les
cônes de verre fondu grossissent et. se réunissent, en provoquant
l'étalement du verre fondu sur toute la face inférieure de la plaque à orifices. Ainsi qu'on le décrira en détail dans la suite,
lorsque le verre fondu s'étale sur la face inférieure de la plaque à orifices, la séparation de ce verre étalé en cônes indivisuels demande beaucoup de temps et de travail, de sorte que la productivité en est considérablement affectée. Pour résoudre ce problème, on a imaginé et expérimenté divers procédés.Par exemple., le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 032 314 décrit un procédé pour disposer les orifices en groupes et le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 982 915 décrit un procédé dans lequel les orifices sont groupés par paires. Toutefois, ces deux procédés présentent des inconvénients du fait que les orifices doivent être percés avec une précision dimensionnelle extrêmement élevée, ce qui entraîne un accroissement du prix de revient de la fabrication. En particu
lier lorsque les orifices sont disposes par paires, conformément au dernier des deux brevets cités, la réunion des cônes de verre fondu sortant des deux orifices d'une paire a tendance à être très fréquente.Par ailleurs, les deux procédés cités en dernier ne permettent pas d'atteindre les effets qu'ils désirent et pour lesquels ils ont été imaginés, lorsque les fibres de verre étirées sont très fines.The process of US Patent No. 3,905,790 cited above pre
feels another disadvantage. When switching on
drawing of the glass fibers or when all the fibers gathered in one strand break spontaneously during drawing, the
molten glass cones get bigger and bigger. come together, causing
spreading the molten glass over the entire underside of the orifice plate. As will be described in detail below,
when the molten glass spreads on the underside of the orifice plate, the separation of this spread glass into individual cones requires a lot of time and work, so that productivity is considerably affected. To solve this problem, various methods have been devised and tested. For example, United States Patent No. 4,032,314 describes a method for arranging the ports in groups and United States Patent No. 3,982,915 describes a method in which the orifices are grouped in pairs. However, these two methods have drawbacks because the orifices must be drilled with extremely high dimensional precision, which leads to an increase in the cost price of manufacturing. In particular
link when the orifices are arranged in pairs, in accordance with the latter of the two patents cited, the meeting of the cones of molten glass emerging from the two orifices of a pair tends to be very frequent. Furthermore, the two methods cited last do not allow not achieve the effects they want and for which they were imagined, when the drawn glass fibers are very fine.

Le principal but de l'invention est donc de réaliser une plaque à orifices destinée à être utilisée avec une. filière d'étirage des fibres de verre et ayant une face inférieure plane, dont la fabrication soit simple et qui possède une densité d'orifices au moins équivalente à celle des plaques à orifices à pointe mais qui permette d'éviter efficacement la réunion des cônes de verre fondu et l'étalement consécutif du verre sur sa face inférieure. The main object of the invention is therefore to produce a plate with orifices intended to be used with one. glass fiber drawing die and having a flat underside, the manufacture of which is simple and which has a density of orifices at least equivalent to that of plates with orifice points but which makes it possible to effectively avoid the joining of cones of molten glass and the subsequent spreading of the glass on its underside.

Un deuxième but de l'invention est de réaliser une plaque à orifices perfectionnée qui possède une face inférieure plane et un grand nombre d'orifices très rapproches et qui soit capable d'étirer des fibres de verre très fines, d'un diamètre compris entre 5 et 13 microns1 lorsqu'elle est utilisée avec le refroidissement par air décrit plus haut. A second object of the invention is to produce a plate with improved orifices which has a flat lower face and a large number of very close orifices and which is capable of drawing very fine glass fibers, with a diameter between 5 and 13 microns1 when used with air cooling described above.

Un troisiere but de l'invention est de realiser une plaque à orifices qui facilite considérablement la séparation en cônes de verre fondu individuels après l'étalement du verre fondu. A third object of the invention is to produce a plate with orifices which considerably facilitates the separation into individual molten glass cones after spreading the molten glass.

1h quatrième but de l'invention est de réaliser une plaque à orifices rapprochés qui penrette de réduire le débit d air soufflé contre sa face inférieure pendant l'étirage des fibres de verre. 1h fourth object of the invention is to provide a plate with close orifices which tends to reduce the flow of blown air against its underside during the drawing of the glass fibers.

En bref, pour atteindre ces buts, ainsi que d'autres, l'invention a pour objet une plaque à orifices pour filière d'étirage de fibres de verre du type possédant une faoe inférieure plane et un grand nanore d'orifices si rapprochés que les cônes de verre fondu produits par les orifices adjacents se réunissent facilement et provoquent l'étalement du verre sur toute la faoe inférieure, et qu'il est nécessaire de projeter de l'air de refroidissement contre cette face inférieure de la plaque à orifices pour éviter 1 'étalement du verre, qui comporte au moins deux jeux de rainures parallèles formées dans la face inférieure, et se croisant pour diviser cette face inférieure en un grand nazie de zones dans chacune desquelles est situé l'un des orifices. In short, to achieve these and other objects, the subject of the invention is a plate with orifices for drawing of glass fibers of the type having a planar lower faoe and a large nanore of orifices so close together that the cones of molten glass produced by the adjacent orifices meet easily and cause the glass to spread over the entire lower surface, and it is necessary to project cooling air against this lower face of the orifice plate to avoid spreading the glass, which comprises at least two sets of parallel grooves formed in the lower face, and intersecting to divide this lower face into a great Nazi of zones in each of which is located one of the orifices.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront mieux au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple:
la Fig. 1 est une vue sdiématique d'une installation d'étirage de fibres de verre qui conprend une plaque à orifices suivant l'invention ;
la Fig. 2 est une vue de dessous de la plaque à orifices, dans le sens indiqué par les flèches Il-Il de la Fig. 1
la Fig. 3 est une vue à plus grande échelle d'un fragment de la
Fig. 2
la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3
les Fig. 5 et 6 sont des vues analogues à la Fig. 4 illustrant des variantes de réalisation de l'invention.The characteristics and advantages of the invention will become more apparent from the description which follows. In the accompanying drawings, given only by way of example:
Fig. 1 is a diagrammatic view of an installation for drawing glass fibers which comprises a plate with orifices according to the invention;
Fig. 2 is a bottom view of the orifice plate, in the direction indicated by the arrows Il-Il of FIG. 1
Fig. 3 is an enlarged view of a fragment of the
Fig. 2
Fig. 4 is a section along the line IV-IV of FIG. 3
Figs. 5 and 6 are views similar to FIG. 4 illustrating alternative embodiments of the invention.

La Fig. 1 représente une installation d'étirage des fibres de verre à laquelle l'inventicn est appliquée. Du verre fondu 1 à haute température qui est refondu et affiné dans un four à réchauffer pénètre dans une filière 3 en traversant une ouverture d' un élément réfractaire 2, puis un filtre 4. Un courant à basse tension et grande intensité traverse la filière 3 pour la chauffer et maintenir de cette façon le verre fondu à une température prédéterminée. La température de la filière 3 est contrôlée en permanence par un détecteur de température approprié (non représenté) pour régler par réaction la quantité d'électricité fournie à la filière 3. Fig. 1 shows an installation for drawing glass fibers to which the invention is applied. High temperature molten glass 1 which is remelted and refined in a heating furnace enters a die 3 by passing through an opening of a refractory element 2, then a filter 4. A low current and high intensity current crosses the die 3 to heat it and thereby keep the molten glass at a predetermined temperature. The temperature of the die 3 is continuously monitored by an appropriate temperature detector (not shown) to adjust by reaction the quantity of electricity supplied to the die 3.

Le verre fondu traverse un certain nombre d'orifices 6 percés dans une plaque à orifices S ayant une face intérieure plane, qui est montée à la partie inférieure de la filière 3, en sort dans l'atmosphère et forme des cônes à la sortie des orifices sur la face inférieure de la plaque à orifices 5. Un enrouleur 8 exerce des forces de tension sur les cônes ainsi formés, et tire ainsi les fibres de verre sur un rouleau 10 de dépôt de liant et un sabot 11 de réunion en un fil ou brin 12 qui, à son tour, est dévié par un guide transversal 13 et s'enroule sur l'enrouleur 8. The molten glass passes through a certain number of orifices 6 drilled in a plate with orifices S having a flat inner face, which is mounted at the lower part of the die 3, leaves it in the atmosphere and forms cones at the exit of the orifices on the underside of the orifice plate 5. A reel 8 exerts tension forces on the cones thus formed, and thus pulls the glass fibers on a roller 10 for depositing binder and a shoe 11 for joining in a wire or strand 12 which, in turn, is deflected by a transverse guide 13 and is wound on the reel 8.

La Fig. 2 est une vue de dessous d'une forme de réalisation de la plaque à orifices 5 suivant l'invention, en regardant dans le sens indiqué par les flèches Il-Il de la fig. 1. La plaque à orifices.5 est en un alliage de platine tel que l'alliage platinerhodium ou l'alliage platine-or-palladium. La face inférieure de cette plaque à orifices 5 présente un grand nombre de rainures parallèles 15 longitudinales et transversales, qui encadrent les orifices 6, de sorte que la sortie 16 de chaque orifice 6 débouche au centre de la base d'un prisme quadrangulaire, ainsi que le montre clairement les fig. 3 et 4. La fig. 4 montre une rainure 15 de section rectangulaire. En variante, la rainure 15 peut posséder une section en U ou en V renversé comme indiqué sur les fig. 5 et 5. Fig. 2 is a bottom view of an embodiment of the orifice plate 5 according to the invention, looking in the direction indicated by the arrows Il-Il of FIG. 1. The orifice plate. 5 is made of a platinum alloy such as the platinerhodium alloy or the platinum-gold-palladium alloy. The underside of this plate with orifices 5 has a large number of parallel longitudinal and transverse grooves 15 which frame the orifices 6, so that the outlet 16 of each orifice 6 opens out at the center of the base of a quadrangular prism, thus as clearly shown in figs. 3 and 4. Fig. 4 shows a groove 15 of rectangular section. Alternatively, the groove 15 may have an inverted U or V section as shown in Figs. 5 and 5.

La plaque à orifices suivant l'invention, décrite cidessus, est avantageuse en ce que, même lorsqu'elle présente entre les orifices un espacement trop faible, qui ne serait pas acceptable dans les plaques à orifices classiques, à face plane, parce que les cônes de verre fondu produits à la sortie des différents orifices se réuniraient aux cônes adjacents et ne pourraient donc pas être transformés en fibres, chaque cône ne peut pas s'étaler jusqu'à traverser la rainure 15, ce qui ltempêche de se réunir aux cônes adjacents. L'invention permet donc de porter la densité des orifices à peu près à la valeur de celle des plaques à orifices à pointe de l'art antérieur, meome dans le cas où l'on ne projette pas de jets d'air de refroidissement contre la plaque à orifices. The orifice plate according to the invention, described above, is advantageous in that, even when it has too small a spacing between the orifices, which would not be acceptable in conventional orifice plates, with a flat face, because the molten glass cones produced at the exit of the different orifices would meet with the adjacent cones and could therefore not be transformed into fibers, each cone cannot spread out until it crosses the groove 15, which prevents it from joining the cones adjacent. The invention therefore makes it possible to bring the density of the orifices approximately to the value of that of the apertured orifice plates of the prior art, same as in the case where no jets of cooling air are projected against the orifice plate.

Par tailleurs, la plaque à orifices suivant l'invention peut avantageusement être réalisée d'une façon très simple puisqu'il suffit de creuser des rainures dans la face inférieure plane de la plaque à orifices. Ceci est remarquablement avantageux comparativement aux plaques à orifices à pointe connues fabriquées par l'un ou l'autre des procédés suivants.By tailors, the orifice plate according to the invention can advantageously be produced in a very simple manner since it suffices to dig grooves in the flat underside of the orifice plate. This is remarkably advantageous compared to known tipped orifice plates manufactured by either of the following methods.

(1) On usine une plaque plane possèdant une épaisseur équivalente à la somme de l'épaisseur de la plaque à orifices à fabriquer et de la longueur des pointes à prévoir sur la face inférieure de cette plaque à orifices, de manière à laisser subsister des pointes cylindriques en saillie sur la face inférieure de la plaque;
(2) on transforme une plaque métallique en une plaque à orifices à pointe par un certain nombre d'opérations d'emboutis- sage;
(3) on forme sur une plaque métallique plate un certain nombre de bossages en un alliage de même composition, en y accumulant un métal d'apport de soudure.Ensuite, on usine les bossages et on les perce pour former des orifices à travers ces bossages; ou
(4) on perce des trous dans la plaque, puis on enfonce dans chaque trou une buse munie d'une collerette, de telle manière que la buse fasse saillie sur la plaque et que la-collerette soit mise en contact avec la face arrière de la plaque. Ensuite, on soude la collerette à la plaque par soudage par résistance.(1) A flat plate is machined having a thickness equivalent to the sum of the thickness of the orifice plate to be manufactured and the length of the points to be provided on the underside of this orifice plate, so as to leave traces cylindrical tips projecting from the underside of the plate;
(2) a metal plate is transformed into a plate with pointed orifices by a certain number of stamping operations;
(3) a number of bosses of an alloy of the same composition are formed on a flat metal plate, by accumulating a weld filler metal thereon, then the bosses are machined and drilled to form orifices through these bosses; or
(4) holes are drilled in the plate, then a nozzle fitted with a flange is inserted into each hole, so that the nozzle protrudes from the plate and the flange is brought into contact with the rear face of the plaque. Then, the flange is welded to the plate by resistance welding.

La densité des orifices de la plaque à orifices obtenue par usinage selon le premier procédé (1) est limitée parce qu'il est extrêmement difficile d'usiner chaque pointe cylindrique dans une zone très restreinte. Ce procédé ne peut donc pas être appliqué pour former 2000 à 6000 orifices très rapprochés. Lorsque des plaques à orifices à pointe sont fabriquées par le deuxième procédé (2), on observe de petites fissures qui tendent à se propager, de sorte qu'il est également difficile de placer les orifices très près les uns des autres. Les plaques à orifices préparées selon le troisième procédé (3) tendent à subir des déformations thermiques pendant l'accumulation de la matière d'apport de soudure.Par ailleurs, il tend à se produire des déformations et détériorations de la plaque sous l'effet de l'échauffement local et l'espacement des orifices devient irrégulier en raison des dilatations et des contractions thermiques que la plaque subit pendant l'accumulation de la matière d'apport. Pour ces raisons, ce procédé limite également la densité des orifices. Dans le quatrième procéde (4) > ltespace- ment des orifices adjacents est limité par la presence des collerettes. En outre, la phase de fixation des buses à la plaque est visiblement délicate. The density of the orifices of the orifice plate obtained by machining according to the first method (1) is limited because it is extremely difficult to machine each cylindrical tip in a very limited area. This process cannot therefore be applied to form 2000 to 6000 very close orifices. When point orifice plates are made by the second method (2), small cracks are observed which tend to propagate, so that it is also difficult to place the orifices very close to each other. The orifice plates prepared according to the third method (3) tend to undergo thermal deformations during the accumulation of the solder filler material. Furthermore, there tends to be deformations and deteriorations of the plate under the effect of local heating and the spacing of the orifices becomes irregular due to the thermal expansions and contractions that the plate undergoes during the accumulation of the filler material. For these reasons, this method also limits the density of the orifices. In the fourth process (4)> the space of the adjacent orifices is limited by the presence of the flanges. In addition, the phase of fixing the nozzles to the plate is visibly delicate.

Suivant l'invention, la sortie de l'orifice ouvre à ltex- trémité inférieure du bossage prismatique, coaxialement à ce bossage, de sorte que l'on peut obtenir les effets habituellement assurés par les orifices à pointe. En outre, les phases de fabrication .de la plaque à orifices sont très simples-et ne soulèvent pas les difficultés auxquelles on se heurte dans les procédés connus de fabrication des plaques à orifices à pointe. De cette façon, on peut facilement réaliser des plaques à orifices à pointe possèdant une grande densité d'orifices. Un autre avantage distinctif consiste en ce qu on peut très facilement faire varier l'épaisseur de paroi des orifices en modifiant la largeur des rainures 15. According to the invention, the outlet of the orifice opens at the lower end of the prismatic boss, coaxial with this boss, so that the effects usually provided by the pointed orifices can be obtained. In addition, the manufacturing phases of the orifice plate are very simple and do not raise the difficulties encountered in the known methods of manufacturing apertured orifice plates. In this way, it is easy to make plates with orifice points having a high density of orifices. Another distinctive advantage is that it is very easy to vary the wall thickness of the orifices by modifying the width of the grooves 15.

L'existence des quatre coins du prisme n'a aucun effet défavorable sur l'étirage de la fibre mais, au contraire, est très efficace pour dissiper la chaleur. Bien que la fig. 2 montre des rainures creusées d'une extrémité à l'autre de la plaque à orifices, il convient de remarquer que les avantages de l'invention, qui ont été cités pus haut, peuvent également être obtenus en creusant les rainures uniquement dans la zone percée d'orifices, pourvu que tout orifice soit toujours séparé de chacun des orifices adjacents par une rainure. - Par tailleurs, suivant la disposition des orifices, les rainures peuvent être orientées obliquement sur la plaque à orifices.The existence of the four corners of the prism has no adverse effect on the drawing of the fiber but, on the contrary, is very effective in dissipating heat. Although fig. 2 shows grooves dug from one end to the other of the orifice plate, it should be noted that the advantages of the invention, which have been mentioned above, can also be obtained by digging the grooves only in the area pierced with holes, provided that each hole is always separated from each of the adjacent holes by a groove. - By tailors, according to the arrangement of the orifices, the grooves can be oriented obliquely on the orifice plate.

Suivant l'invention, comme on l'a décrit ous haut, a plaque à orifices peut être formée simplement en creusant des rainures parallèles dans la surface inférieure plane, de sorte que la plaque peut posséder une densité d'orifices très supérieure à celle des plaques à orifices à pointe connues. Par exemple, l'invention peut facilement être appliquée à une plaque à orifices possédant un nombre d'orifices compris entre 2000 et 6ooo séparés par un espace aussi petit que de 1,40 à 4,00 mm. According to the invention, as described above, an orifice plate can be formed simply by digging parallel grooves in the flat lower surface, so that the plate can have a density of orifices much higher than that of the plates with known point orifices. For example, the invention can easily be applied to an orifice plate having a number of orifices between 2000 and 6ooo separated by a space as small as 1.40 to 4.00 mm.

Toutefois, ces plaques à orifices rapprochés, même suivant l'invention, ne sont pas exemptes de problèmes, de telle sorte que le verre fondu sortant par la sortie 16 d'un orifice 6 risque de déborder au-delà de l'arête 17 de I'extrémité inférieure du prisme qui entoure cet orifice (fig. 4) pour s'écouler dans la rainure 15 et traverser cette rainure 15 pour atteindre les prismes adjacents, en provoquant ainsi ltétalement du verre fondu sur la face inférieure de la plaque à orifices. Pour maintenir la division du verre fondu sortant de tous les orifices en cônes individuels et distincts, il est donc essentiel de projeter des jets d'air contre la face inférieure de la plaque à orifices, conformément au procédé du brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 093 790. However, these plates with close orifices, even according to the invention, are not free from problems, so that the molten glass exiting through the outlet 16 of an orifice 6 risks overflowing beyond the edge 17 of The lower end of the prism which surrounds this orifice (fig. 4) to flow into the groove 15 and pass through this groove 15 to reach the adjacent prisms, thereby causing the spreading of the molten glass on the underside of the orifice plate . To maintain the division of the molten glass emerging from all the orifices into individual and distinct cones, it is therefore essential to project air jets against the underside of the orifice plate, in accordance with the process of the United States patent. America No. 3,093,790.

En se reportant de nouveau à la fig. 1, on peut voir qu'une rangée de buses d'air 7 destinées à projeter des jets d'air contre la face inférieure de la plaque à orifices 5 est montée sur un pied 14 servant à les régler dans une position optimale et avec 1'angle optimal. Le débit des jets d'air qui doivent frapper la plaque à orifices suivant l'invention peut être très inférieur à celui adopté dans le cas où l'on emploie une plaque à orifices rapprochés qui ne présente pas de rainures sur sa surface inférieure, et on peut ainsi obtenir de nombreux avantages ainsi qu'on le décrira en détail dans la suite. Referring again to FIG. 1, it can be seen that a row of air nozzles 7 intended to project air jets against the underside of the orifice plate 5 is mounted on a foot 14 serving to adjust them in an optimal position and with 1 optimal angle. The flow rate of the air jets which must strike the orifice plate according to the invention may be much lower than that adopted in the case where a close orifice plate is used which has no grooves on its lower surface, and many advantages can thus be obtained, as will be described in detail below.

Si l'invention est appliquée à une plaque à orifices rapprochés dont la distance entre les orifices est de l'ordre indiqué plus haut, on obtient le résultat désiré au moyen de rainures 15 possèdant une largeur de 0,3 à 3,0 mm et une profondeur de 0,4 à 4,0 mm. Lorsque la largeur des rainures est inférieure à 0,3 mm, la tension superficielle du verre fondu devient supérieure à l'effet de séparation des cônes individuels de verre fondu assuré par les rainures 15.Par exemple, lorsque l'une des fibres de verre tirée des orifices est rompue, le verre fondu sortant de l'orifice associé à la fibre brisée s' étale immédiatement jusqu'aux bords 17 environnants pour se transformer en une gouttelette qui entre immédiatement en contact avec le cône de verre fondu adjacent et se réunit à celui-ci sous l'effet de la forte tension superficielle de la gouttelette de verre fondu. D'un autre côté, lorsque la largeur des rainures 15 est supérieure à 3,0 mm, l'espace entre les orifices doit être relativement grand et la plaque ne peut donc plus être qualifiée de "plaque à orifices rapprochés" qui est la plaque dont les orifices sont séparés par un espace inférieur à 4,0 mm. If the invention is applied to a plate with close orifices whose distance between the orifices is of the order indicated above, the desired result is obtained by means of grooves 15 having a width of 0.3 to 3.0 mm and a depth of 0.4 to 4.0 mm. When the width of the grooves is less than 0.3 mm, the surface tension of the molten glass becomes greater than the separation effect of the individual cones of molten glass provided by the grooves 15. For example, when one of the glass fibers taken from the orifices is broken, the molten glass leaving the orifice associated with the broken fiber immediately spreads out to the surrounding edges 17 to transform into a droplet which immediately comes into contact with the adjacent molten glass cone and meets to it under the effect of the high surface tension of the molten glass droplet. On the other hand, when the width of the grooves 15 is greater than 3.0 mm, the space between the orifices must be relatively large and the plate can therefore no longer be described as "close orifice plate" which is the plate the openings of which are separated by a space of less than 4.0 mm.

Par conséquent, dans ce cas, les cônes de verre fondu peuvent être maintenus séparés les uns des autres sans qu'on ait à souffler des jets d'air contre la face inférieure de la plaque à orifices.Therefore, in this case, the molten glass cones can be kept separate from each other without having to blow air jets against the underside of the orifice plate.

Lorsque la profondeur est inférieure à 0,4 mm, on peut obtenir une séparation satisfaisante des cônes de verre fondu si la plaque à orifices est relativement neuve, mais, après une longue période de travail, les rainures 15 se déforment par. détérioration de l'alliage constitutif de la plaque à orifices de sorte que les effets désirés des rainures ne peuvent plus être obtenus. D'un autre côté, si la profondeur est supérieure à 4,00 mm, il devient difficile d'usiner des rainures aussi profondes. When the depth is less than 0.4 mm, it is possible to obtain a satisfactory separation of the cones of molten glass if the orifice plate is relatively new, but, after a long period of work, the grooves 15 are deformed by. deterioration of the constituent alloy of the orifice plate so that the desired effects of the grooves can no longer be obtained. On the other hand, if the depth is more than 4.00 mm, it becomes difficult to machine such deep grooves.

Lorsqu'on utilise une plaque à orifices rapprochés connue dépourvue de rainures, avec une projection de jets d'air contre la face inférieure, on constate que les jets d'air doivent' être main- tenus à une pression d'impact comprise entre 12 et 25 mm H20, mesurée au niveau de la face inférieure de la plaque à orifices avec, par exemple, un débit total compris entre 1,2 et 2,5 m3/mn pour une plaque à orifices comportant 2000 orifices.On peut ainsi conserver un effet stable de séparation des c8nes de verre fondu, graXce à l'importance de effet de refroidissement assuré par les jets d'air et également à la force de traction descendante exercée sur chaque c8ne de verre fondu, lorsque la force de traction est supprimée ou lorsque l'effet de refroidissement par l'air est réduit, le mouillage de la plaque à orifices, en alliage de platine, par le verre fondu peut se trouver immédiatement accentué, de sorte que le còne de verre fondu peut s'effondrer et s'étaler vers le cône adjacent pour se réunir à ce dernier, puis cette réunion des cônes peut se 'propager sur toute la'surface de la plaque à orifices. When using a known plate with close orifices without grooves, with a projection of air jets against the underside, it is found that the air jets must 'be maintained at an impact pressure between 12 and 25 mm H20, measured at the underside of the orifice plate with, for example, a total flow of between 1.2 and 2.5 m3 / min for a orifice plate having 2000 orifices. a stable separation effect of the fused glass strings, due to the importance of the cooling effect provided by the air jets and also to the downward pulling force exerted on each melted glass strand, when the pulling force is removed or when the air cooling effect is reduced, wetting of the orifice plate, made of platinum alloy, by the molten glass can be immediately accentuated, so that the cone of molten glass can collapse and spread towards the adjacent cone to re unite with the latter, then this meeting of the cones can spread over the entire surface of the orifice plate.

Pour éviter cette réunion des cônes de verre fondu, il est donc nécessaire de refroidir fortement la plaque à orifices rapprochés, rainurée, par projection de jets d'air, de manière que la température superficielle des cônes de verre fondu soit relativement basse et leur viscosité très élevée. Par ailleurs, l'important refroidissement par l'air se traduit par la formation de cônes de verre fondu de petite dimension. Dans ces conditions, lorsqu'il apparaît de fines bulles d'air et/ou des cannelures dans le cône de verre fondu à proximité de sa surface, qui est très visqueuse, ces fines bulles d'air provoquent l'apparition de défauts de surface qui ne sont pas éliminés, de sorte que le cône de verre fondu tend à s'effondrer facilement.En général, plus le diamètre de la fibre de verre à produire est fin, plus cette tendance est accentuée et plus les ruptures de filaments résultantes sont fréquentes. Pour ces raisons, il a été presque impossible jusqu'à présent d'étirer des fibres de verre d'un diamètre inférieur à 13 microns à travers les plaques à orifices rapprochés connues.To avoid this meeting of the cones of molten glass, it is therefore necessary to strongly cool the plate with close orifices, grooved, by projection of air jets, so that the surface temperature of the cones of molten glass is relatively low and their viscosity very high. In addition, the significant air cooling results in the formation of small molten glass cones. Under these conditions, when fine air bubbles and / or grooves appear in the cone of molten glass near its surface, which is very viscous, these fine air bubbles cause the appearance of surface defects. which are not eliminated, so that the molten glass cone tends to collapse easily. In general, the finer the diameter of the glass fiber to be produced, the more this tendency is accentuated and the more the ruptures of resulting filaments are frequent. For these reasons, it has so far been almost impossible to stretch glass fibers of a diameter of less than 13 microns through known close-hole plates.

Suivant l'invention, c'est-à-dire dans une plaque à orifices dans laquelle la sortie 16 de chaque orifice est entourée de rainures 15 de la façon décrite plus haut, on peut réduire la tendance des cônes de verre, fondu à se réunir. Blême si le mouillage de la plaque à orifices par le verre fondu est augmenté de telle sorte que le verre fondu s'étale sur toute la face inférieure 17 de chaque prisme, le verre fondu ne possède pas une énergie superficielle suffisante pour remonter le long du flanc vertical de la rainure et se réunir avec le verre fondu qui s'étale sur la face terminale inférieure du prisme adjacent.Pour cette raison, le débit d'air de refroidissement nécessaire pour éviter la réunion des cônes de verre peut être considérablement réduit comparativement au cas où l'on utilise une plaque à orifices dépourvue de rainures. According to the invention, that is to say in a plate with orifices in which the outlet 16 of each orifice is surrounded by grooves 15 in the manner described above, the tendency of the glass cones, melted to be reduced, can be reduced. reunite. Wan if the wetting of the orifice plate by the molten glass is increased so that the molten glass spreads over the entire underside 17 of each prism, the molten glass does not have sufficient surface energy to go up along the vertical flank of the groove and meet with the molten glass which spreads over the lower end face of the adjacent prism. For this reason, the cooling air flow required to avoid the joining of the glass cones can be considerably reduced compared in case a plate with orifices without grooves is used.

Par ailleurs, même si la force d'étirage appliquée à chaque corne
disparaSt,~les cônes de verre fondu peuvent être maintenus séparés
les uns des autres avec un plus faible débit d'air de refroidisse
ment.Furthermore, even if the stretching force applied to each horn
disparaSt, ~ the molten glass cones can be kept separate
each other with a lower cooling air flow
is lying.

Pour comparer, on a effectué des expériences avec une
plaque à orifices suivant l'invention possèdant 2000 orifices, séparés par des rainures et avec des pressions de jets d'air comprises entre 5 et 15 mm H2O. Il suffirait d'un débit très- faible, compris- entre 0,6 et 1,4 m3/mn pour conserver des conditions satis
faisantes d'étirage des fibres de verre. Avec une plaque à orifices comparable de l'art antérieurs le débit doit atteindre 1,2 à 2,5 m)/mn pour être capable d'engendrer sur la face inférieure de la plaque à orifices une pression d'impact comprise entre 12 et 25 mm K20, ainsi qu'indiqué plus haut.To compare, we performed experiments with a
orifice plate according to the invention having 2000 orifices, separated by grooves and with air jet pressures between 5 and 15 mm H2O. A very low flow rate, between 0.6 and 1.4 m3 / min would suffice to maintain satisfactory conditions
glass fiber drawing machines. With a comparable orifice plate from the prior art, the flow rate must reach 1.2 to 2.5 m) / min to be able to generate on the underside of the orifice plate an impact pressure of between 12 and 25 mm K20, as indicated above.

Ainsi, suivant l'invention, le débit d'air nécessaire pour refroidir la plaque à orifices peut être considérablement réduit. Etant donné que l'on peut réduire les effets de refroidissement d'air, comme décrit plus haut, la température superficielle des cônes de verre fondu peut être maintenue à un niveau relativement élevé, de sorte que la viscosité superficielle peut être maintenue à une valeur relativement basse. De ce fait, les bulles d'air et/ou les cannelures peuvent être facilement éliminées de la surface et le cône de verre fondu peut conserver une surface lisse, de sorte que les défauts superficiels sont évités et qu'en conséquence la fréquence des ruptures de filaments est notablement réduite.Par exemple, lorsqu'on étire des fibres ou filaments de verre d'un diamètre compris entre 13 et 10 microns avec les plaques à orifices connues, il se produit fréquemment des ruptures de filaments, de sorte que le rendement est très bas. Au contraire, lorsqu'on utilis les plaques à orifices suivant l'invention, la fréquence de rupture des filaments est réduite à un minimum. Par ailleurs} suivant l'invention, les fibres ou filaments de verre peuvent etre étirés avec un diamètre de 7 à 5 microns, ce qui était Jusqu'à présent impossible à obtenir avec les plaques à orifices connues. Thus, according to the invention, the air flow required to cool the orifice plate can be considerably reduced. Since the cooling effects of air can be reduced, as described above, the surface temperature of the molten glass cones can be kept at a relatively high level, so that the surface viscosity can be kept at a value relatively low. As a result, air bubbles and / or grooves can be easily removed from the surface and the molten glass cone can maintain a smooth surface, so that surface defects are avoided and therefore the frequency of ruptures of filaments is significantly reduced. For example, when stretching glass fibers or filaments with a diameter between 13 and 10 microns with the plates with known orifices, there are frequently ruptures of filaments, so that the yield is very low. On the contrary, when the orifice plates according to the invention are used, the frequency of rupture of the filaments is reduced to a minimum. Furthermore, according to the invention, the glass fibers or filaments can be drawn with a diameter of 7 to 5 microns, which was hitherto impossible to obtain with the plates with known orifices.

Les plaques à orifices suivant l'invention sont avantageuses car elles facilitent considérablement la division du verre fondu en cônes individuels au moment de la mise en route d'une opé- ration d'étirage des fibres de verre ou encore dans le cas de rupture de toutes les fibres ou de tous les filaments. En général, la séparation des cônes de verre fondu sortant des divers orifices s'effectue suivant la séquence de phases suivante
(1) on règle la température du verre fondu contenu dans la filière à une valeur inférieure de 20 à 600C à la température à laquelle le verre fondu doit ëtre maintenu pendant l'opération d'étirage normale. Le but de cette phase est de réduire le degré de mouillage entre le verre fondu et la plaque à orifices.The orifice plates according to the invention are advantageous because they considerably facilitate the division of the molten glass into individual cones when starting a drawing operation of the glass fibers or even in the case of breakage of all fibers or all filaments. In general, the separation of the molten glass cones leaving the various orifices is carried out according to the following sequence of phases
(1) the temperature of the molten glass contained in the die is adjusted to a value 20 to 600C lower than the temperature at which the molten glass must be maintained during the normal drawing operation. The purpose of this phase is to reduce the degree of wetting between the molten glass and the orifice plate.

(2) On saisit un bloc visqueux de verre fondu étalé sur la surface inférieure de la plaque à orifices au moyen de pinces et on le tire vers le bas pendant que l'on souffle des jets d'air contre la face inférieure de la plaque à orifices. -De cette façon, la division du verre fondu en fibres individuelles débute dans une zone locale de la plaque à orifices sur laquelle les jets d'air sont concentrés. (2) Take a viscous block of molten glass spread on the lower surface of the orifice plate using pliers and pull it down while blowing air jets against the lower face of the plate with orifices. In this way, the division of the molten glass into individual fibers begins in a local area of the orifice plate on which the air jets are concentrated.

(3) Au fur et à mesure delta séparation du verre fondu, on augmente progressivement le débit de l'air projeté, tandis qu'en même temps on accroc progressivement la température du verre fondu contenu dans la filière. (3) As the separation of the molten glass progresses, the flow of the projected air is gradually increased, while at the same time the temperature of the molten glass contained in the die is gradually increased.

(4) Finalement, on souffle un jet d'air concentré provenant d'une lance à air, contre une partie du verre fondu qui reste encore étalé dans une zone localisée de la face inférieure de la plaque à orifices, pour terminer la séparation. (4) Finally, a concentrated jet of air is blown from an air lance against a part of the molten glass which still remains spread in a localized area on the underside of the orifice plate, to complete the separation.

Pendant ces phases, il n'est pas possible de maintenir un profil de température uniforme sur toute la surface de la plaque à orifices, en raison du fait que le courant électrique qui circule dans la filière varie, de scrte qu'il apparat des différences de température des diverses zones localisées de la plaque à orifices et que la température régnant dans la zone de la plaque- à orifices dans laquelle le verre fondu, sortant des orifices, est divisé en fibres de verre est différente de celle d'une autre zone dans laquelle le verre fondu sortant des orifices reste encore étalé.Ce profil de température irrégulier rend les phases de séparation de verre fondu plus difficiles parce que le verre fondu sortant des orifices haute température tend à s'étaler tandis que le verre fondu sortant des orifices à température plus faible tend à se solidifier et à boucher les orifices. I1 en résulte que, avec les plaques à orifices rapprochés de l'art antérieur, les phases de séparation du verre fondu demandent un temps très long et beaucoup de travail. During these phases, it is not possible to maintain a uniform temperature profile over the entire surface of the orifice plate, due to the fact that the electric current which circulates in the die varies, due to the fact that differences appear of temperature of the various localized zones of the orifice plate and that the temperature prevailing in the zone of the orifice plate in which the molten glass, leaving the orifices, is divided into glass fibers is different from that of another zone in which the molten glass coming out of the orifices remains still spread. This irregular temperature profile makes the separation phases of molten glass more difficult because the molten glass coming out of the high temperature orifices tends to spread while the molten glass coming out of the orifices at a lower temperature tends to solidify and plug the orifices. I1 follows that, with the plates with orifices close to the prior art, the phases of separation of the molten glass require a very long time and a lot of work.

pour. cette raison, la formation de fibres de verre doit être contrôlée en permanence pendant l'opération d'étirage de manière à détecter rapidement la rupture de l'une des fibres avant que cette rupture ne se propage à toutes les autres fibres, et à faciliter ainsi la séparation. C'est pourquoi, le nombre des filières.pou- vant être conduites par un seul opérateur a été limité à trois dans le cas ou la plaque à orifices de chaque filière comporte 2 000 orifices. for. for this reason, the formation of glass fibers must be constantly monitored during the drawing operation so as to rapidly detect the rupture of one of the fibers before this rupture propagates to all the other fibers, and to facilitate thus separation. This is why, the number of dies. Which can be carried out by a single operator has been limited to three in the case where the orifice plate of each die has 2,000 orifices.

Cependant, avec une plaque à orifices dans laquelle les orifices sont séparés par des rainures parallèles longitudinales et transversales, suivant l'invention, il n'est pas nécessaire de modifier la température de la filière ni le débit de l'air soufflé contre la face intérieure de la plaque à orifices pendant la phase de séparation du verre fondu, et, par ailleurs, la séparation peut s'effectuer simultanément sur toute la face inférieure de la plaque à orifices. Le résultat est que la séparation peut-être obtenue d'une façon très simple et dans un temps très court, de sorte que l'on peut éliminer la surveillance des ruptures de fibres et réduire le nombre d'ouvriers. However, with a plate with orifices in which the orifices are separated by parallel longitudinal and transverse grooves, according to the invention, it is not necessary to modify the temperature of the die or the flow rate of the air blown against the face interior of the orifice plate during the separation phase of the molten glass, and, moreover, the separation can be carried out simultaneously over the entire underside of the orifice plate. The result is that separation can be achieved in a very simple manner and in a very short time, so that one can eliminate monitoring for fiber breaks and reduce the number of workers.

Les avantages apportés par la plaque à orifices suivant l'invention, comparativement à l'art antérieur ressortiront de fa çon plus apparente des données suivantes, qui sont fournies par des expériences
Exemple i
- On a étiré des fibres de verre de diamètre relativement grand au moyen de plaques à orifices comportant chacune 2 000 orifices. The advantages provided by the orifice plate according to the invention, compared to the prior art will become more apparent from the following data, which are provided by experiments
Example i
- Glass fibers of relatively large diameter were drawn by means of orifice plates, each having 2,000 orifices.

Plaque connue Plaque suivant
l'invention
Diamètre des orifices 1,20 mm 1,20 mm
Epaisseur de la plaque à orifices 2,00 rnm 200 mm
Espacement des orifices 2,00 mm 2 < 30 mm
Largeur des rainures 0,70 mm
Profondeur des rainures 0,50 mm
Vitesse d'étirage 900 g/mn 900 g/mn
Nombre de ruptures de fibres de 23 microns de diamètre 4,5 ruptures/jour 4,5 ruptures/jour 17 microns de diamètre 6,3 ruptures/jour 6,5 ruptures/jour 13 microns de diamètre 24 ruptures/jour 10 ruptures/jour
Temps de séparation dans le cas d'étalement sur toute la surface de la plaque à orifices 4,5 mn 1,5 mn
Nombre de filières par opérateur 3 10
Débit d'air de refroidissement 2,0 m3/mn 1,1 m3/mn
Exemple 2
On a étiré des fibres de verre relativement f-ines avec des plaques à orifices comportant 2 000 orifices. Known plaque Next plaque
the invention
Port diameter 1.20 mm 1.20 mm
Thickness of the orifice plate 2.00 rnm 200 mm
Port spacing 2.00 mm 2 <30 mm
Groove width 0.70 mm
Groove depth 0.50 mm
Drawing speed 900 g / min 900 g / min
Number of fiber breaks of 23 microns in diameter 4.5 breaks / day 4.5 breaks / day 17 microns in diameter 6.3 breaks / day 6.5 breaks / day 13 microns in diameter 24 breaks / day 10 breaks / day
Separation time in the case of spreading over the entire surface of the orifice plate 4.5 min 1.5 min
Number of channels per operator 3 10
Cooling air flow 2.0 m3 / min 1.1 m3 / min
Example 2
Relatively fine glass fibers were drawn with orifice plates having 2,000 orifices.

Plaque de l'Art Plaque suivant
l'invention
Diamètre des orifices 1,15 mm 1,15 mm
Epaisseur de la plaque à orifices 2,00 mm 2,00 mm
Espacement des orifices 2,30 mm 2,30-mm
Largeur des rainures 0,80 mm
Profondeur des rainures 0,50 mm
Vitesse d'étirage 750 g/mn 750 g/mtn
Nombre de ruptures de fibres de 13 microns de diamètre 25 ruptures/jour 9,2 ruptures/jour 10 microns de diamètre 150 ruptures/jour 13,1 ruptures/jouz
Temps de séparation dans le cas d'étalement sur toute la surface de la plaque à orifices. 8 mn 2 mn
Nombre de filières par opérateur 1 10
Débit d'air de refroidissement 1,7 m3/mn 1,0 m3/mn
Exemple 3
On a étiré des fibres de verre très fines avec des plaques à orifices comportant chacune 1 600 orifices. Art plaque Next plaque
the invention
Hole diameter 1.15 mm 1.15 mm
Thickness of the orifice plate 2.00 mm 2.00 mm
Hole spacing 2.30 mm 2.30-mm
Groove width 0.80 mm
Groove depth 0.50 mm
Drawing speed 750 g / min 750 g / mtn
Number of fiber breaks of 13 microns in diameter 25 breaks / day 9.2 breaks / day 10 microns in diameter 150 breaks / day 13.1 breaks / day
Separation time in the case of spreading over the entire surface of the orifice plate. 8 min 2 min
Number of channels per operator 1 10
Cooling air flow 1.7 m3 / min 1.0 m3 / min
Example 3
Very fine glass fibers were drawn with orifice plates, each having 1600 orifices.

Plaque Plaque Plaque
de l'Art suivant suivant
antérieur l'invention (A) l'invention (B)
Diamètre des orifices 1,10 mm 1,10 mm 1,05 mm
Epaisseur de la plaque à orifices 3,40 mm 3,40 mm 5,60 mm
Espacement des orifices 2,20 mm 2,20 mm 2,90 mm
Largeur des rainures 0,90 mm 1,50 mm
Profondeur des rainures 1,50 mm 2,50 mm
Vitesse étirage étirage 400 g/mn 200 g/mn
impossible
Nombre de ruptures de fibres dé 7 microns de diamètre - 10 ruptures pour 5 microns de diamètre - 7,8 ruptures
p/jour
Temps de séparation dans le cas d'étale ment sur toute la surface de la plaque orifices Séparation 4 mn 5 mn
impossible
Nombre de filières par opérateur - 10 10
Débit d'air de refroidissement - 0,7m3/mn 0,5m3/mn
Avec les plaques à orifices de l'art antérieur, sans rainures, lorsqu'on augmente la vitesse d'étirage, la quantité de: chaleur apportée à la face inférieure de la plaque à orifices, par le verre fondu étiré par les orifices de cette plaque, décrolt en conséquence de sorte que, même si l'on laisse inchangé le débit d'air de refroidissement, la plaque à orifices ést trop refroidie dans une mesure telle que le verre fondu se solidifie sur la plaque à orifices et bouche les orifices de cette plaque. Plate Plate Plate
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prior invention (A) invention (B)
Port diameter 1.10 mm 1.10 mm 1.05 mm
Thickness of the orifice plate 3.40 mm 3.40 mm 5.60 mm
Hole spacing 2.20 mm 2.20 mm 2.90 mm
Groove width 0.90 mm 1.50 mm
Groove depth 1.50 mm 2.50 mm
Drawing speed drawing 400 g / min 200 g / min
impossible
Number of fiber breaks of 7 microns in diameter - 10 breaks for 5 microns in diameter - 7.8 breaks
p / day
Separation time in the case of spreading over the entire surface of the orifice plate Separation 4 min 5 min
impossible
Number of channels per operator - 10 10
Cooling air flow - 0.7m3 / min 0.5m3 / min
With the orifice plates of the prior art, without grooves, when the drawing speed is increased, the quantity of: heat supplied to the underside of the orifice plate, by the molten glass stretched by the orifices of this plate, descends accordingly so that, even if the cooling air flow is left unchanged, the orifice plate is too cooled to such an extent that the molten glass solidifies on the orifice plate and plugs the orifices of this plate.

Toutefois, lorsqu'on réduit le débit d'écoulement du verre, la division du verre fondu étalé en fibres distinctes ne se produit plus. Lorsque la vitesse diétiragestombe au-dessous d'une certaine limite, la séparation devient donc impossible. I1 a été constaté et confirmé que la séparation devient absolument impossible si le débit d'étirage par orifice est de moins de 0,2 g/n. Au contraire, avec une plaque à orifices suivant l'invention, même avec une vitesse d'étirage faible et un faible débit d'air de refroidissement, le verre fondu contenu dans les rainures, peut sortir de ces rainures et couler sur la portion de la face inférieure qui entoure la sortie de chaque orifice, de sorte que l'on peut obtenir la séparation du verre fondu. However, when the flow rate of the glass is reduced, the division of the molten spread glass into separate fibers no longer occurs. When the diet speed drops below a certain limit, separation becomes impossible. It has been found and confirmed that the separation becomes absolutely impossible if the drawing flow per orifice is less than 0.2 g / n. On the contrary, with a plate with orifices according to the invention, even with a low drawing speed and a low flow rate of cooling air, the molten glass contained in the grooves can come out of these grooves and flow over the portion of the underside which surrounds the outlet of each orifice, so that it is possible to obtain the separation of the molten glass.

En bref, lorsque l'invention est appliquée à des plaques à orifices plates qui comportent des orifices rapprochés et contre lesquelles il est nécessaire de projeter des jets d'air de refroidissement, la séparation ainsi que l'étirage deviennent possible même pour des vitesses d'étirage suffisamment basses pou rendre impossible la séparation et l'étirage avec des plaques à orifices de l'art antérieur. Par ailleurs, le temps nécessaire pour la séparation du verre fondu peut-être considérablement dé minué. Dans le cas de l'étirage des fibres de verre très fines la fréquence des ruptures de filaments peut-être réduite à un minimum. En outre, on peut également réaliser des économies de main d'oeuvre et réduire le débit d'air de refroidissement. In short, when the invention is applied to plates with flat orifices which have close orifices and against which it is necessary to project jets of cooling air, separation as well as stretching becomes possible even at speeds d sufficiently low stretch to make it impossible to separate and stretch with orifice plates of the prior art. Furthermore, the time required for the separation of the molten glass can be considerably reduced. In the case of drawing of very fine glass fibers, the frequency of filament breaks may be reduced to a minimum. In addition, it is also possible to save manpower and reduce the cooling air flow.

L'invention a été décrite jusqu'à présent dans son application à une plaque à orifices rectangulaire dont la surface inférieure est divisée en zones carrées par des rainures mais on peut apporter diverses modifications à cette réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on peut prévoir trois jeux de rainures parallèles qui se coupent en faisant des angles de 600 pour former des prismes à bases triangula ires. The invention has so far been described in its application to a plate with rectangular orifices, the lower surface of which is divided into square areas by grooves, but various modifications to this embodiment can be made without departing from the scope of the invention. . For example, one can provide three sets of parallel grooves which intersect at angles of 600 to form prisms with triangular bases.

Claims

1. Plate with orifices for glass drawing die of the type which has a flat lower face and a large number of orifices (6) so close together that the cones of molten glass produced by the adjacent orifices meet easily and cause the spreading the glass over the entire underside, and that it is necessary to project cooling air against this underside of the orifice plate to avoid spreading the glass, characterized in that it comprises at least two sets of parallel grooves (15), formed on its lower face, and intersecting each other so as to divide this lower face of the plate into a large number of zones in each of which is located one of the orifices (6).

2. Orifice plate according to claim 1, characterized in that the sets of grooves (15) intersect at right angles so that the zones are square.

3. Orifice plate according to claim 2, characterized in that the distance between the axes of the orifices (6) is of the order of 1.4 mm to 4.0 mm and that the grooves (15) have a rectangular section with a width of 0.3 to 3.0 mm and a depth of 0.4 to 4.0 mm.

4. Plate orifices according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises three sets of parallel grooves (15), arranged so as to intersect forming angles of 600, so that the areas are triangular.

5. Plate orifices according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is made of a platinum-rhodium alloy.

6. Orifice plate according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of a platinum-gold-palladium alloy.