JP2003267747A - Electrically conductive hollow glass fiber, its manufacturing method and apparatus - Google Patents

Electrically conductive hollow glass fiber, its manufacturing method and apparatus

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JP2003267747A
JP2003267747A JP2002071701A JP2002071701A JP2003267747A JP 2003267747 A JP2003267747 A JP 2003267747A JP 2002071701 A JP2002071701 A JP 2002071701A JP 2002071701 A JP2002071701 A JP 2002071701A JP 2003267747 A JP2003267747 A JP 2003267747A
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glass fiber
hollow glass
conductive
hollow
chamber
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JP2002071701A
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Tatsuya Sato
達哉 佐藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically conductive hollow glass fiber capable of simultaneously achieving conductivity improvement, mechanical strength improvement and weight saving when the fiber is filled and blended in a material such as a plastic. <P>SOLUTION: A hollow spinneret 1 and an electric furnace 17 for heating the spinneret are provided in a glass melting chamber 120. A film forming chamber 121 is provided directly under the glass melting chamber and also a sputtering device for an electrically conductive substance is provided in the film forming chamber. A winding chamber 122 is provided directly under the film forming chamber and a winding device 19 of the electrically conductive hollow glass fiber 50 is provided in the winding chamber. The glass melting chamber and the film forming chamber are partitioned from each other by the first partition wall 131 in which the first opening part 132 capable of increasing or decreasing an opening diameter is formed and the film forming chamber and the winding chamber are partitioned in the same way from each other by the second partition wall 141 in which the second opening part 142 capable of increasing or decreasing the opening diameter is formed. The electrically conductive hollow glass fiber 50 is obtained by performing the cooling and solidifying of the hollow glass fiber and the successive sputter film formation of the electrically conductive substance such as aluminum on the outer surface of the hollow glass fiber in the process of spinning out the hollow glass fiber from the hollow spinneret and winding the fiber by the winding device. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性中空ガラス
繊維ならびに、これを一連の工程で製造することができ
る製造方法および製造装置に関するものである。本発明
の導電性中空ガラス繊維は、複合材料の導電性向上・強
度向上・軽量化に大きく貢献できるものであり、例えば
プラスチック成形品の機械的強度向上と、導電性付与と
を同時に達成することができるプラスチック用充填剤と
して極めて有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive hollow glass fiber, a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of manufacturing the conductive hollow glass fiber in a series of steps. The conductive hollow glass fiber of the present invention can greatly contribute to the improvement of conductivity, strength, and weight reduction of a composite material, and for example, to achieve improvement of mechanical strength of a plastic molded product and imparting of conductivity at the same time. It is extremely effective as a filler for plastics that can

【0002】[0002]

【従来の技術】強化プラスチックの製造等に使用されて
いる従来のガラス繊維は、高強度を有し、しかも安価で
有用であるが、比重が大きいためその軽量化が要望され
ている。このため、中空ガラス繊維が注目され、複合材
料の原料・断熱材料・機能性素材等として実用化が期待
されている。例えば、米国特許第3510393号に係
る発明は、樹脂繊維コンポジットの補強に使用される補
強用繊維についての、重さに対する強度の比に著しい改
善をもたらすことを目的としている。また、この特許明
細書には、中空ガラス繊維をレーダー・ドームなどに、
フィラメントワインディング(filament wound)により
適用して樹脂材料を補強したり、自動車ボディ・貯蔵タ
ンク外壁などを形成する樹脂材料を補強したりするのに
使用すると効果的であることが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventional glass fibers used in the production of reinforced plastics have high strength, are inexpensive and are useful, but have a large specific gravity and are required to be lightweight. For this reason, hollow glass fibers are drawing attention and are expected to be put into practical use as raw materials for composite materials, heat insulating materials, functional materials, and the like. For example, the invention of U.S. Pat. No. 3,510,393 aims to provide a significant improvement in the strength-to-weight ratio for reinforcing fibers used to reinforce resin fiber composites. Moreover, in this patent specification, hollow glass fiber is used for radar dome,
It is described that it is effective when applied by filament winding to reinforce a resin material or to reinforce a resin material forming an automobile body, an outer wall of a storage tank, or the like.

【0003】一方、プラスチック成形品等の導電性を高
めるための導電性充填剤として、種々のものが知られて
いる。しかし、従来の導電性充填剤では、配合量を多く
すると得られた導電性素材の強度が著しく低下する問題
があった。また、組成物としての導電性素材の物性を確
保しつつ導電性を適正なものに調整するためには、導電
性充填剤の選択や、配合時の工程管理等に高度の熟練が
必要であった。このため、補強性に優れ、かつ導電性向
上効果の高い充填剤の開発が望まれている。
On the other hand, various conductive fillers are known for increasing the conductivity of plastic moldings and the like. However, the conventional conductive filler has a problem that the strength of the obtained conductive material is remarkably lowered when the compounding amount is increased. In addition, in order to adjust the conductivity to an appropriate level while ensuring the physical properties of the conductive material as a composition, it is necessary to have a high level of skill in selecting the conductive filler and controlling the process during compounding. It was Therefore, it is desired to develop a filler having excellent reinforcing properties and a high conductivity improving effect.

【0004】このような要望に応えるためには、導電性
を有し、かつ導電領域の連続性が高い形状の充填剤が適
している。しかし従来技術では、炭素繊維や金属繊維を
使用した場合の導電性と補強性の両立について試みられ
ているだけであり、軽量化をも含めた試みはなされてい
なかった。
In order to meet such a demand, a filler having a shape having conductivity and high continuity of the conductive region is suitable. However, in the prior art, only attempts have been made to achieve both conductivity and reinforcement when carbon fibers or metal fibers are used, and no attempts have been made to reduce the weight.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、プラス
チック等の材料に配合(充填)した場合に、重量化を伴
うことなく導電性向上・および機械的強度向上を達成す
ることができる充填剤、すなわち導電性向上・機械的強
度向上・軽量化を同時に満足させる充填剤と、その製造
技術を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a conductive material without adding weight when compounded (filled) with a material such as plastic. It is to provide a filler capable of achieving improved properties and improved mechanical strength, that is, a filler that simultaneously satisfies improved conductivity, improved mechanical strength, and reduced weight, and a manufacturing technique therefor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は上記充
填剤に係るもので、この充填剤は、中空ガラス繊維の外
周面に、導電性物質からなる被膜が形成されていること
を特徴とする導電性中空ガラス繊維である。この中空ガ
ラス繊維は、長繊維(フィラメント)または短繊維(ス
フ)として提供される。
The invention of claim 1 relates to the above-mentioned filler, which is characterized in that a coating made of a conductive substance is formed on the outer peripheral surface of the hollow glass fiber. It is a conductive hollow glass fiber. This hollow glass fiber is provided as a long fiber (filament) or a short fiber (suft).

【0007】本発明の導電性中空ガラス繊維では、導電
性物質からなる被膜により導電性向上が付与され、芯側
の中空ガラス繊維によって補強効果が得られる。また、
十分な導電性向上・機械的強度向上の効果が得られるよ
うに比較的多量に配合した場合にも、配合後の素材の比
重はそれほど高くなることはない。
In the electroconductive hollow glass fiber of the present invention, the electroconductivity is improved by the coating film made of the electroconductive substance, and the reinforcing effect is obtained by the hollow glass fiber on the core side. Also,
Even when a relatively large amount is blended so as to obtain a sufficient effect of improving conductivity and mechanical strength, the specific gravity of the raw material after blending does not become so high.

【0008】請求項2の発明は、請求項1に記載の導電
性中空ガラス繊維において、導電性物質が単体金属、導
電性酸化物または、導電性の炭素系材料であることを特
徴とする。また、請求項3に係る発明は、請求項2に記
載の導電性中空ガラス繊維において、導電性物質からな
る被膜が、スパッタ成膜で形成されたものであることを
特徴とする。
The invention of claim 2 is characterized in that, in the conductive hollow glass fiber according to claim 1, the conductive substance is a single metal, a conductive oxide or a conductive carbon-based material. Further, the invention according to claim 3 is characterized in that, in the conductive hollow glass fiber according to claim 2, the coating film made of a conductive substance is formed by sputtering film formation.

【0009】請求項4の発明は、請求項1〜3に記載の
導電性中空ガラス繊維を製造する方法に係るもので、溶
融ガラスを保持する中空紡糸口金から中空ガラス繊維を
紡出し、該中空ガラス繊維を巻取装置で巻き取る過程
で、該中空ガラス繊維の冷却固化と、該冷却固化した中
空ガラス繊維外周面への導電性物質のスパッタ成膜とを
行うことを特徴とする導電性中空ガラス繊維の製造方法
である。
The invention according to claim 4 relates to a method for producing the conductive hollow glass fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the hollow glass fiber is spun from a hollow spinneret holding molten glass, In the process of winding the glass fiber with a winding device, the hollow glass fiber is cooled and solidified, and a conductive substance is sputter-deposited on the outer peripheral surface of the cooled and solidified hollow glass fiber. It is a manufacturing method of glass fiber.

【0010】請求項5の発明は、請求項4に記載の導電
性中空ガラス繊維の製造方法を実施するための装置であ
って、溶融ガラスの中空紡糸口金と、その加熱手段と、
中空紡糸口金の下方に導電性物質のスパッタ装置と、さ
らにその下方に導電性中空ガラス繊維の巻取装置とを設
けたことを特徴とする導電性中空ガラス繊維の製造装置
である。
A fifth aspect of the present invention is an apparatus for carrying out the method for producing a conductive hollow glass fiber according to the fourth aspect, which comprises a hollow spinneret for molten glass, and heating means therefor.
An apparatus for producing a conductive hollow glass fiber, characterized in that a conductive material sputtering apparatus is provided below the hollow spinneret, and a conductive hollow glass fiber winding apparatus is further provided below the apparatus.

【0011】請求項6の発明は、請求項5に記載の製造
装置において、所定構造の中空紡糸口金を備えたもので
ある。この中空紡糸口金は、溶融ガラス保持用の内腔部
を備え、該内腔部は、溶融ガラス紡出孔が形成された底
壁と、ガス吸入孔が形成され前記底壁の上方に所定距離
を隔てて設けられた天板部材を有する蓋板とにより形成
され、ガス吸入孔が溶融ガラス紡出孔と同心的に配置さ
れていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the manufacturing apparatus according to the fifth aspect is provided with a hollow spinneret having a predetermined structure. This hollow spinneret is provided with an inner cavity portion for holding molten glass, the inner cavity portion having a bottom wall having a molten glass spinning hole formed therein and a gas suction hole having a predetermined distance above the bottom wall. And a lid plate having a top plate member provided apart from each other, and the gas suction hole is arranged concentrically with the molten glass spinning hole.

【0012】請求項7の発明は、導電性中空ガラス繊維
の製造装置に係るもので、この製造装置はガラス溶融室
と、その直下に第1の隔壁を介して接続された成膜室
と、該成膜室の直下に第2の隔壁を介して接続された巻
取室とを備えてなり、ガラス溶融室は中空紡糸口金と、
その加熱手段と、不活性ガスまたはクリーンエアーを供
給する気体供給手段に連なる第1のガス導入ポートと、
第1の排気装置に連なる第1の排気口とを備え、成膜室
はスパッタ装置を、巻取室は導電性中空ガラス繊維の巻
取装置をそれぞれ備え、第1の隔壁には、ガラス溶融室
・成膜室間の圧力差を維持し、かつ中空紡糸口金から紡
出される中空ガラス繊維を通過させるための第1の開口
部が形成され、第2の隔壁には、巻取室・成膜室間の圧
力差を維持し、かつ導電性中空ガラス繊維を通過させる
ための第2の開口部が形成され、スパッタ装置は、冷却
固化した中空ガラス繊維の外周面にスパッタ粒子を照射
するように配置されたスパッタカソードと、成膜室に設
けられた第2のガス導入ポートを介して連絡されたスパ
ッタ用不活性ガスの供給手段と、成膜室に設けられた第
2の排気口を介して連絡された第2の排気装置と、スパ
ッタカソードに所定の電圧を印加するための電源装置と
を備えていることを特徴とする請求項6に記載の導電性
中空ガラス繊維の製造装置である。
A seventh aspect of the present invention relates to an apparatus for producing an electrically conductive hollow glass fiber, which comprises a glass melting chamber and a film forming chamber directly below the glass melting chamber connected via a first partition wall. A winding chamber connected directly below the film forming chamber via a second partition is provided, and the glass melting chamber is a hollow spinneret.
A heating means and a first gas introduction port connected to a gas supply means for supplying an inert gas or clean air;
A first exhaust port connected to the first exhaust device; a film forming chamber provided with a sputtering device; a take-up chamber provided with a conductive hollow glass fiber take-up device; and a first partition wall provided with a glass melting device. A first opening is formed for maintaining the pressure difference between the chamber and the film forming chamber, and for allowing the hollow glass fiber spun from the hollow spinneret to pass therethrough. A second opening is formed for maintaining the pressure difference between the membrane chambers and for allowing the conductive hollow glass fibers to pass therethrough, and the sputtering apparatus irradiates the outer peripheral surface of the cooled and solidified hollow glass fibers with sputtered particles. The sputter cathode disposed in the film forming chamber, a supply means for supplying an inert gas for sputtering, which is connected through a second gas introduction port provided in the film forming chamber, and a second exhaust port provided in the film forming chamber. The second exhaust device connected via the Is that a power supply device for applying a voltage apparatus for manufacturing conductive hollow glass fiber according to claim 6, wherein.

【0013】請求項8の発明は、請求項7において第
1、第2の隔壁部に、それぞれ第1、第2の開口部の開
口径を拡大・縮小することができる絞り機構が設けられ
ていることを特徴とする導電性中空ガラス繊維の製造装
置である。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the first and second partition walls are provided with diaphragm mechanisms capable of enlarging / reducing the opening diameters of the first and second openings, respectively. It is an apparatus for producing electrically conductive hollow glass fibers.

【0014】請求項9の発明は、請求項7または8に記
載の製造装置を使用し、請求項4に記載の製造方法によ
り導電性中空ガラス繊維を製造する方法であって、中空
紡糸口金の溶融ガラス紡出孔から垂下する溶融ガラス
を、その断面中央部に雰囲気ガスをガス吸入孔から自然
吸入させながら巻取装置で引き取ることにより中空ガラ
ス繊維を形成することを特徴とする。
A ninth aspect of the present invention is a method for producing a conductive hollow glass fiber by the production method according to the fourth aspect using the production apparatus according to the seventh or eighth aspect, which is a hollow spinneret. A hollow glass fiber is formed by drawing a molten glass hanging down from a molten glass spinning hole by a winding device while allowing atmospheric gas to be naturally sucked through the gas suction hole at the central portion of the cross section.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る導電性
中空ガラス繊維50の模式的断面図である。この導電性
中空ガラス繊維は芯材としての中空ガラス繊維51と、
鞘材としての導電性被膜52とからなる。この導電性被
膜52は導電性物質からなり、中空ガラス繊維51の表
面を被覆している。この導電性中空ガラス繊維50の直
径は通常、100μm以下に設定する。また、導電性被
膜52の厚さは、使用する導電性物質の種類等を考慮し
て適宜に設定する。この被膜52は、厚さ数十nm〜数
μmが可能であるが、外力が作用してもこれが中空ガラ
ス繊維51から剥離することがない範囲であれば良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a conductive hollow glass fiber 50 according to the present invention. This conductive hollow glass fiber is a hollow glass fiber 51 as a core material,
It is composed of a conductive coating 52 as a sheath material. The conductive coating 52 is made of a conductive substance and covers the surface of the hollow glass fiber 51. The diameter of the conductive hollow glass fiber 50 is usually set to 100 μm or less. Further, the thickness of the conductive coating film 52 is appropriately set in consideration of the type of conductive material used and the like. The coating film 52 can have a thickness of several tens of nm to several μm, but may have a thickness within a range in which it does not separate from the hollow glass fiber 51 even when an external force acts.

【0016】中空ガラス繊維51は、その原料の組成に
よつて無アルカリガラス繊維と含アルカリガラス繊維に
大別されるが、長繊維の製造には一般に無アルカリガラ
スが使用される。上記導電性物質としては例えば、単体
金属(Al,Cu,Au,Ru,Rh,Pd,Os,I
r,Pt等)、導電性酸化物(酸化インジウム、酸化ス
ズ、酸化亜鉛等)、炭素系材料(グラファイト等)が挙
げられる。
The hollow glass fibers 51 are roughly classified into alkali-free glass fibers and alkali-containing glass fibers depending on the composition of the raw materials thereof, but alkali-free glass is generally used for producing long fibers. Examples of the conductive material include simple metals (Al, Cu, Au, Ru, Rh, Pd, Os, I
r, Pt, etc.), conductive oxides (indium oxide, tin oxide, zinc oxide, etc.), and carbon-based materials (graphite, etc.).

【0017】つぎに、導電性中空ガラス繊維50の製造
装置および製造方法を、図2〜4をもとに説明する。図
2は上記製造装置の全体構造を示す概略断面図である。
図3は、この製造装置を構成する溶融ガラス保持容器
(中空ガラス繊維の紡糸口金すなわち中空紡糸口金)の
斜視図であって、一部を破って示したものである。図4
は図3の中央断面図であって、溶融ガラス紡出時の状態
を示すものである。
Next, a manufacturing apparatus and a manufacturing method of the conductive hollow glass fiber 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic sectional view showing the overall structure of the manufacturing apparatus.
FIG. 3 is a perspective view of a molten glass holding container (a hollow glass fiber spinneret, that is, a hollow spinneret) which constitutes this manufacturing apparatus, and is a partially broken view. Figure 4
FIG. 4 is a central sectional view of FIG. 3, showing a state when molten glass is spun.

【0018】まず、図2に記載された主な符号について
説明すると、1は溶融ガラス保持容器、17はこの保持
容器1の加熱手段としての電気炉、18はこの電気炉の
底壁に形成された溶融ガラス流出孔、19は導電性中空
ガラス繊維50の巻取装置(引取り装置)、20aはこ
の導電性中空ガラス繊維のパツケージ、111,113
はそれぞれ第1、第2の排気装置、115はスパッタカ
ソード、120はガラス溶融室、121は成膜室、12
2は導電性中空ガラス繊維の巻取室である。
First, the main symbols shown in FIG. 2 will be described. 1 is a molten glass holding container, 17 is an electric furnace as a heating means of the holding container 1, and 18 is formed on the bottom wall of the electric furnace. A molten glass outflow hole, 19 a winding device (take-up device) for the conductive hollow glass fiber 50, 20a a package for the conductive hollow glass fiber, 111, 113
Are first and second exhaust devices, 115 is a sputtering cathode, 120 is a glass melting chamber, 121 is a film forming chamber, and 12
Reference numeral 2 is a conductive hollow glass fiber winding chamber.

【0019】図2に示す製造装置はガラス溶融室120
と、その下の成膜室121と、更にその下の巻取室12
2とからなる、いわば3階建て構造となっている。ガラ
ス溶融室120と成膜室121とを仕切る第1の隔壁1
31には、これら両室間の圧力差を維持し、かつ上記流
出孔18から垂下する溶融ガラスすなわち、中空ガラス
繊維を通過させるための第1の開口部132が形成され
ている。隔壁131には、開口部132の口径を遠隔操
作で拡大・縮小することができる絞り機構(図略)が設
けられている。この絞り機構の構造としては例えば、カ
メラの絞りリングに類似するものが挙げられる。上記開
口部132の口径を小さくすることにより、ガラス溶融
室120・成膜室121間に充分な圧力差(気圧差)が
維持されるうえ、ガラス溶融室120内の気圧を変えて
中空部8(図4)のサイズを制御した場合でも、成膜室
121内の圧力が大きく変化することなく、安定したス
パッタ条件を維持することができる。
The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 has a glass melting chamber 120.
And the film forming chamber 121 therebelow, and the winding chamber 12 further below
It has a so-called 3-story structure consisting of 2 and so on. First partition wall 1 for partitioning the glass melting chamber 120 and the film forming chamber 121
A first opening 132 for maintaining the pressure difference between the two chambers and allowing the molten glass hanging from the outflow hole 18, that is, the hollow glass fiber to pass therethrough is formed in 31. The partition wall 131 is provided with a diaphragm mechanism (not shown) that can enlarge / reduce the diameter of the opening 132 by remote control. As a structure of the diaphragm mechanism, for example, a structure similar to a diaphragm ring of a camera can be cited. By reducing the diameter of the opening 132, a sufficient pressure difference (atmospheric pressure difference) is maintained between the glass melting chamber 120 and the film forming chamber 121, and the pressure inside the glass melting chamber 120 is changed to change the hollow portion 8. Even when the size in FIG. 4 is controlled, the pressure in the film forming chamber 121 does not change significantly, and stable sputtering conditions can be maintained.

【0020】成膜室121と巻取室122とを仕切る第
2の隔壁141には、これら両室間の圧力差を維持し、
かつ導電性中空ガラス繊維50を通過させるための第2
の開口部142が形成されている。隔壁141にも、開
口部142の口径を遠隔操作で拡大・縮小することがで
きる絞り機構(図略)が設けられている。開口部142
の口径を、降下走行する導電性中空ガラス繊維50を通
過させるのに必要な、できるだけ小さいものとすること
により、成膜室121・巻取室122間に充分な圧力差
(気圧差)が維持されるうえ、成膜室121内の気圧が
大きな変化を起こさなくなるため、安定したスパッタ条
件を維持することができる。以下、ガラス溶融室12
0、成膜室121および巻取室122の構造について説
明する。
In the second partition wall 141 for partitioning the film forming chamber 121 and the winding chamber 122, a pressure difference between these chambers is maintained,
And a second for passing the electrically conductive hollow glass fiber 50
The opening 142 is formed. The partition wall 141 is also provided with a diaphragm mechanism (not shown) capable of remotely increasing or decreasing the diameter of the opening 142. Opening 142
The diameter of the film is made as small as possible to allow the conductive hollow glass fibers 50 to travel downward, so that a sufficient pressure difference (pressure difference) is maintained between the film forming chamber 121 and the winding chamber 122. In addition, since the atmospheric pressure in the film forming chamber 121 does not change greatly, stable sputtering conditions can be maintained. Hereinafter, the glass melting chamber 12
0, the film forming chamber 121 and the winding chamber 122 will be described.

【0021】[ガラス溶融室120(図2〜図4を参
照)]図2に示すように、底壁に溶融ガラス流出孔18
を形成した電気炉17をガラス溶融室120内に配置す
る。この場合、上記流出孔18が第1の開口部132と
同心になるように電気炉17を配置する。この電気炉内
に溶融ガラス保持容器1を、その溶融ガラス紡出孔3
(図4)が上記流出孔18および開口部132と同心に
なるように配置する。ガラス溶融室120の一方の側壁
に第1のガス導入ポート100を設けるとともに、他方
の側壁に形成した第1の排気口111aを第1の排気装
置111に連絡する。ガス導入ポート100は、窒素ガ
ス等の不活性ガスまたはクリーンエアーの供給源(図
略)に連絡する。これにより、ガラス溶融室120内の
雰囲気を不活性ガスまたはクリーンエアーとするととも
に、この雰囲気気圧を、大気圧またはこれに近い負圧に
維持できるようにする。このように、ガラス溶融室12
0内の気圧を制御可能として、成膜室121との差圧を
調整可能とする。ガラス溶融室120内の気圧を制御す
ることで、後記する中空部8(図4)のサイズを調整す
ることができる。ただし、ガラス溶融室120内の気圧
は、固化が完了していない状態の中空ガラス繊維内外の
圧力差が過剰に大きくなることに起因してこの中空ガラ
ス繊維が破れることのない範囲に設定される。
[Glass Melting Chamber 120 (See FIGS. 2 to 4)] As shown in FIG. 2, the molten glass outflow hole 18 is formed in the bottom wall.
The electric furnace 17 having the above structure is placed in the glass melting chamber 120. In this case, the electric furnace 17 is arranged so that the outflow hole 18 is concentric with the first opening 132. The molten glass holding container 1 is placed in the electric furnace, and the molten glass spinning hole 3
(FIG. 4) is arranged so as to be concentric with the outflow hole 18 and the opening 132. The first gas introduction port 100 is provided on one side wall of the glass melting chamber 120, and the first exhaust port 111a formed on the other side wall is connected to the first exhaust device 111. The gas introduction port 100 communicates with a supply source (not shown) of an inert gas such as nitrogen gas or clean air. As a result, the atmosphere in the glass melting chamber 120 is made to be an inert gas or clean air, and the atmospheric pressure can be maintained at atmospheric pressure or a negative pressure close thereto. In this way, the glass melting chamber 12
The atmospheric pressure within 0 can be controlled, and the differential pressure with the film forming chamber 121 can be adjusted. By controlling the atmospheric pressure in the glass melting chamber 120, the size of the hollow portion 8 (FIG. 4) described later can be adjusted. However, the atmospheric pressure in the glass melting chamber 120 is set to a range in which the hollow glass fibers are not broken due to an excessively large pressure difference between the inside and outside of the hollow glass fibers in the state where the solidification is not completed. .

【0022】ガラス溶融室120の雰囲気を大気(空
気)としてガラスを溶融した場合には、大気中の異物が
溶融ガラスに混入する恐れがあるが、ガラス溶融室に不
活性ガスやクリーンエアーを供給するとともに、該室内
を負圧にすることで、上記不具合が防止されるうえ、仮
に原料ガラスに異物が混入していた場合、これを逸散除
去することができる利点がある。なお、溶融ガラス保持
容器1の構造および、図2の装置による導電性中空ガラ
ス繊維50の製造方法については、後に図2〜図4を参
照して説明する。
When the glass is melted with the atmosphere in the glass melting chamber 120 as the atmosphere (air), foreign substances in the atmosphere may be mixed into the molten glass, but an inert gas or clean air is supplied to the glass melting chamber. In addition, by making the inside of the chamber have a negative pressure, there is an advantage that the above-mentioned problems can be prevented and, if foreign matter is mixed in the raw material glass, it can be diffused and removed. The structure of the molten glass holding container 1 and the method of manufacturing the conductive hollow glass fiber 50 by the apparatus of FIG. 2 will be described later with reference to FIGS. 2 to 4.

【0023】[成膜室121(図2を参照)]成膜室1
21の一方の側壁に第2のガス導入ポート101を設け
る。また、他方の側壁に形成した第2の排気口113a
を第2の排気装置113に連絡し、成膜室121内の気
圧を、スパッタ成膜に好適な高真空状態に維持できるよ
うに構成する。ガス導入ポート101は、スパッタガス
の供給源(図略)に連絡する。成膜室121内には互い
に対向する一対のスパッタカソード115を設ける。こ
れらのスパッタカソード115は、固化た中空ガラス繊
維の表面にスパッタ粒子を照射することができるように
配置する。これらのスパッタカソードは、上記中空ガラ
ス繊維を取り囲むような形態で配置することもできる。
また、それぞれのスパッタカソードには、これにスパッ
タ用電圧を印加するための電源装置116を接続する。
スパッタカソード115に印加される電圧は、スパッタ
開始電圧以上の電圧であれば良く、直流・交流・中周波
・高周波または、これらが重畳された電圧のいずれも適
用可能である。
[Film forming chamber 121 (see FIG. 2)] Film forming chamber 1
A second gas introduction port 101 is provided on one side wall of 21. In addition, the second exhaust port 113a formed on the other side wall
Is connected to the second exhaust device 113 so that the atmospheric pressure in the film forming chamber 121 can be maintained in a high vacuum state suitable for sputtering film formation. The gas introduction port 101 communicates with a sputter gas supply source (not shown). A pair of sputter cathodes 115 facing each other is provided in the film forming chamber 121. These sputter cathodes 115 are arranged so that the surface of the solidified hollow glass fibers can be irradiated with sputtered particles. These sputter cathodes can also be arranged in such a way that they surround the hollow glass fibers.
Further, a power supply device 116 for applying a sputtering voltage to each of the sputter cathodes is connected.
The voltage applied to the sputtering cathode 115 may be a voltage equal to or higher than the sputtering start voltage, and DC, AC, medium frequency, high frequency, or a voltage in which these are superimposed is applicable.

【0024】[巻取室122(図2を参照)]この巻取
室122には、構造が公知の合成繊維用巻取装置と類似
する巻取装置19を配備する。この巻取装置は巻取装置
本体19a、トラバース装置21などで構成する。図2
において符号20は円筒状ボビン(ドラムともいう)、
20aは導電性中空ガラス繊維50をボビン20に巻き
取って得られた円筒状のパツケージである。トラバース
装置21は、上記パツケージ20aを形成するためのも
のである。巻取室122内をクリーンエアーの供給源
(図略)に連絡し、常圧のクリーンエアー雰囲気に維持
できるようにする。
[Winding Chamber 122 (See FIG. 2)] In this winding chamber 122, a winding device 19 having a structure similar to that of a known synthetic fiber winding device is provided. This winding device is composed of a winding device body 19a, a traverse device 21, and the like. Figure 2
In the figure, reference numeral 20 is a cylindrical bobbin (also called a drum),
Reference numeral 20a is a cylindrical package obtained by winding the conductive hollow glass fiber 50 around the bobbin 20. The traverse device 21 is for forming the package 20a. The inside of the winding chamber 122 is connected to a clean air supply source (not shown) so that a clean air atmosphere at normal pressure can be maintained.

【0025】つぎに、中空紡糸口金としての溶融ガラス
保持容器1の構造について、図3,4を参照して説明す
る。この保持容器1は、例えば白金合金製の箱型炉ある
いは、耐火粘土で作つた容器とする。この保持容器1に
は、溶融ガラス7を保持するための内腔部2を形成し、
この容器1の底壁1aに溶融ガラス紡出孔3を形成す
る。蓋板4には内腔部2内に延びる周壁5aを形成し、
これに連なる底壁を天板部材5として設ける。天板部材
5と底壁1aとの間に適宜寸法の間隔9を形成する。蓋
板4に溶融ガラス調製用のマーブルを投入するための投
入孔11を形成する。天板部材5は上記紡出孔3の上方
周辺を覆うように配設し、天板部材5のほぼ中央部にガ
ス吸入孔6を形成する。このガス吸入孔6は、上記紡出
孔3と同心状に位置決めする。このような位置決めを的
確に行うには、蓋板4の裏面側に嵌合突条を形成した
り、外周フランジを設けたりするのが好ましい。
Next, the structure of the molten glass holding container 1 as the hollow spinneret will be described with reference to FIGS. This holding container 1 is, for example, a box furnace made of platinum alloy or a container made of refractory clay. In this holding container 1, an inner cavity 2 for holding the molten glass 7 is formed,
Molten glass spinning holes 3 are formed in the bottom wall 1 a of the container 1. A peripheral wall 5a extending into the inner cavity portion 2 is formed on the lid plate 4,
A bottom wall connected to this is provided as the top plate member 5. A space 9 having an appropriate size is formed between the top plate member 5 and the bottom wall 1a. A charging hole 11 for charging the marble for preparing the molten glass is formed in the cover plate 4. The top plate member 5 is arranged so as to cover the upper periphery of the above-mentioned spinning hole 3, and a gas suction hole 6 is formed substantially in the center of the top plate member 5. The gas suction hole 6 is positioned concentrically with the spinning hole 3. In order to perform such positioning accurately, it is preferable to form a fitting protrusion or provide an outer peripheral flange on the back surface side of the cover plate 4.

【0026】図4に示すような流出紡糸においては、ガ
ス吸入孔6の径を紡出孔3より小さくすることが好まし
く、中空率や中空部形状が一定した中空ガラス繊維を、
より安定に製造することができる。また、紡出孔3とガ
ス吸入孔6の直径比や、これらと間隔9との関係は、溶
融ガラス7の粘度や巻取装置の引取り速度に応じて適当
なものに設定する。
In the outflow spinning as shown in FIG. 4, it is preferable that the diameter of the gas suction hole 6 is smaller than that of the spinning hole 3, and the hollow glass fiber having a constant hollow ratio and hollow shape is formed.
It can be manufactured more stably. Further, the diameter ratio between the spinning hole 3 and the gas suction hole 6 and the relationship between these and the interval 9 are set to be appropriate depending on the viscosity of the molten glass 7 and the take-up speed of the winding device.

【0027】中空紡糸口金としては、図3に示すものの
他に、溶融ガラス保持槽の底部に紡出孔を形成し、この
紡出孔に不活性ガス(またはクリーンエアー)の導入管
を垂直かつ同心状に挿入し、この紡出孔から紡出される
溶融ガラス中に不活性ガスを上記導入管から供給するよ
うにしたものを使用することもできる。
As the hollow spinneret, in addition to the one shown in FIG. 3, a spinning hole is formed at the bottom of the molten glass holding tank, and an inert gas (or clean air) introducing pipe is vertically and vertically provided in this spinning hole. It is also possible to use one that is inserted concentrically, and an inert gas is supplied from the above-mentioned introduction tube into the molten glass spun from this spinning hole.

【0028】さらに、図3の中空紡糸口金では紡出孔が
一つ形成されているが、この中空紡糸口金を複数、電気
炉内に並列配備するか、または紡出孔を複数形成した中
空紡糸口金を電気炉内に設けるとともに、巻取装置とし
て多錘型のものを配備することで、同時に多数の導電性
中空ガラス繊維パッケージを製造することができる。こ
の場合当然のことながら、成膜室等の構造を多錘型に対
応させる。さらに、電気炉に替えて、これと同等の機能
を有する加熱手段であって、中空紡糸口金をガラスの融
点以上に加熱することができるものを設けても良い。
Further, in the hollow spinneret shown in FIG. 3, one spinning hole is formed. A plurality of the hollow spinnerets are arranged in parallel in an electric furnace, or a hollow spinner having a plurality of spinning holes is formed. A large number of conductive hollow glass fiber packages can be manufactured at the same time by providing the die in the electric furnace and arranging a multi-pyramidal winding device. In this case, as a matter of course, the structure of the film forming chamber or the like is made to correspond to the multi-cone type. Further, instead of the electric furnace, a heating means having a function equivalent to this, which can heat the hollow spinneret to the melting point of glass or higher, may be provided.

【0029】つぎに、図2の装置によ導電性中空ガラス
繊維50の製造方法の一例について、その手順とともに
説明する。原料であるマーブルを保持容器1の内腔部2
に、投入孔11から投入する。このマーブルは、あらか
じめ調合した原料を図略の炉で溶融・清澄化してガラス
化し、これを成形して調製する。
Next, an example of a method of manufacturing the conductive hollow glass fiber 50 by the apparatus of FIG. 2 will be described together with the procedure. The inner cavity 2 of the container 1 for holding the raw material marble
Then, it is charged from the charging hole 11. This marble is prepared by melting and clarifying raw materials prepared in advance in a furnace (not shown) to form glass, and molding this.

【0030】準備工程として、スパッタ成膜されていな
い中空ガラス繊維の紡糸・巻取を行う。まずガラス溶融
室120内の雰囲気ガスを不活性ガス(またはクリーン
エアー)に置換し、溶融室120内の気圧をほぼ大気圧
に維持する。電気炉17内の雰囲気および気圧は、ガラ
ス溶融室120内のそれと同一に維持する。それには、
第1の排気装置111を作動させるとともに、第1のガ
ス導入ポート100から不活性ガスを継続して導入す
る。電気炉17を作動させてマーブルを加熱溶解させる
とともに、上記絞り機構により第1、第2の開口部13
2,142の開口径を最大限に広げる。巻取装置を作動
させ、保持容器1から中空ガラス繊維を紡出し、これを
開口部132,142を介して巻取室122に落下さ
せ、巻取装置19でボビン20に巻き取る。この工程を
継続している間に、上記絞り機構によって開口部132
および142の開口径を最小限に縮小する。
As a preparatory step, the hollow glass fiber not formed by sputtering is spun and wound. First, the atmospheric gas in the glass melting chamber 120 is replaced with an inert gas (or clean air) to maintain the atmospheric pressure in the melting chamber 120 at about atmospheric pressure. The atmosphere and atmospheric pressure in the electric furnace 17 are kept the same as those in the glass melting chamber 120. It has
While operating the first exhaust device 111, the inert gas is continuously introduced from the first gas introduction port 100. The electric furnace 17 is operated to heat and melt the marble, and the first and second openings 13 are formed by the diaphragm mechanism.
Maximize the 2,142 opening diameter. The take-up device is operated to spin out the hollow glass fiber from the holding container 1, and the hollow glass fiber is dropped into the take-up chamber 122 through the openings 132 and 142, and the take-up device 19 takes up the bobbin 20. While continuing this process, the aperture 132 is opened by the diaphragm mechanism.
And 142 the aperture diameter is reduced to a minimum.

【0031】第2の排気装置113を作動させるととも
に、第2のガス導入ポート101から、スパッタガスと
して例えばアルゴンガスを継続して導入することにより
成膜室121内の雰囲気をアルゴンガスとするととも
に、所定の負圧状態に維持する。電源装置116をON
してスパッタ成膜を開始する。この場合、成膜室121
内の気圧を10−5Torr(10−3Pa)以下とし
た後、ガス導入ポート101からアルゴンガスを圧力1
−4〜10−3Torr(10−2〜10−1Pa)
で導入する。ターゲット材料として例えばAl(導電性
被膜形成用材料)を、電源手段116として直流電源を
それぞれ採用する。なお、スパッタガスとしてクリプト
ン、キセノン等を使用することもできる。
The second exhaust device 113 is operated and the atmosphere in the film forming chamber 121 is changed to argon gas by continuously introducing, for example, argon gas as the sputtering gas from the second gas introduction port 101. , Maintain a predetermined negative pressure state. Turn on power supply 116
Then, the sputter film formation is started. In this case, the film forming chamber 121
After the atmospheric pressure inside is set to 10 −5 Torr (10 −3 Pa) or less, argon gas is introduced from the gas introduction port 101 to a pressure of 1
0 -4 to 10 -3 Torr (10 -2 to 10 -1 Pa)
Introduced in. For example, Al (a material for forming a conductive film) is used as the target material, and a DC power supply is used as the power supply means 116. Note that krypton, xenon, or the like can be used as the sputtering gas.

【0032】ボビン20への巻取りをしばらく継続する
ことにより、図2の製造装置全体を定常運転状態にす
る。ついで、ボビン20を空ボビンと交換し、ここに導
電性中空ガラス繊維50の製造を開始する。導電性中空
ガラス繊維50を製造しているときの開口部132の口
径は、溶融ガラスの流出が可能な範囲内で、できるだけ
小さい値に維持し、開口部142の口径は通常、数mm
に維持する。
By continuing the winding on the bobbin 20 for a while, the entire manufacturing apparatus of FIG. 2 is brought into a steady operation state. Then, the bobbin 20 is replaced with an empty bobbin, and the production of the conductive hollow glass fiber 50 is started there. The diameter of the opening 132 when the conductive hollow glass fiber 50 is manufactured is kept as small as possible within a range where molten glass can flow out, and the diameter of the opening 142 is usually several mm.
To maintain.

【0033】この導電性中空ガラス繊維の製造工程で
は、溶融ガラス保持容器(中空紡糸口金)1から中空ガ
ラス繊維を紡出し、これを巻取装置19で引き取りなが
ら冷却固化させるとともに、冷却固化した中空ガラス繊
維10の外周面に導電性物質をスパッタ成膜し、ついで
この導電性中空ガラス繊維50を巻取装置19で巻き取
る。この場合、中空紡糸口金1の溶融ガラス紡出孔3か
ら垂下する溶融ガラスを、その断面中央部に雰囲気ガス
をガス吸入孔6から自然吸入させながら巻取装置で引き
取ることにより中空ガラス繊維10を形成する。以下、
この製造工程について、更に詳細に説明する(図4)。
In the manufacturing process of this conductive hollow glass fiber, the hollow glass fiber is spun out from the molten glass holding container (hollow spinneret) 1 and is cooled and solidified while being taken up by the winding device 19 and is cooled and solidified. A conductive substance is sputter-deposited on the outer peripheral surface of the glass fiber 10, and then the conductive hollow glass fiber 50 is wound by the winding device 19. In this case, the molten glass hanging down from the molten glass spinning hole 3 of the hollow spinneret 1 is sucked by the winding device while naturally sucking the atmospheric gas from the gas suction hole 6 into the central portion of the cross section of the hollow glass fiber 10. Form. Less than,
This manufacturing process will be described in more detail (FIG. 4).

【0034】内腔部2内の溶融ガラス7は、溶融ガラス
紡出孔3から紡出されて垂下し、成膜室121内を走行
する間に、冷却固化した中空ガラス繊維10となる。こ
の場合、内腔部2の溶融ガラス7は、天板部材5・底壁
1a間の間隔9を埋めるように流れる。底壁1aの間隔
9形成部位に設けられた紡出孔3からは、断面中央部に
中空部8を有する溶融ガラス7aが流出する。
The molten glass 7 in the inner cavity portion 2 is spun out from the molten glass spinning hole 3 and hangs down to become hollow glass fibers 10 which are cooled and solidified while traveling in the film forming chamber 121. In this case, the molten glass 7 in the inner cavity 2 flows so as to fill the space 9 between the top plate member 5 and the bottom wall 1a. Molten glass 7a having a hollow portion 8 at the center of the cross-section flows out from the spinning hole 3 provided at the site where the space 9 is formed in the bottom wall 1a.

【0035】図4の中空紡糸口金1では、紡出孔3の直
上にガス吸入孔6が形成されているので、流出する溶融
ガラス7aの頂部に冷却固化面が形成され、しかもこの
溶融ガラス7aは紡出孔3の周辺部に沿つて流出する結
果、上記中空部8が形成される。また、この溶融ガラス
7aは、中空部8の減圧によつてガス吸入孔6から雰囲
気ガスを吸い込み、中空部8がそのまま引き延ばされた
ように固化して中空ガラス繊維10となる。
In the hollow spinneret 1 of FIG. 4, since the gas suction hole 6 is formed immediately above the spinning hole 3, a cooling and solidifying surface is formed on the top of the molten glass 7a flowing out, and the molten glass 7a is also formed. As a result of flowing out along the peripheral portion of the spinning hole 3, the hollow portion 8 is formed. Further, the molten glass 7a sucks the atmospheric gas from the gas suction hole 6 due to the depressurization of the hollow portion 8, and solidifies as the hollow portion 8 is stretched as it is to become the hollow glass fiber 10.

【0036】そして、この中空ガラス繊維10が成膜室
121内を降下走行する間に、ターゲット材料のスパッ
タが行われ、その外周面に導電性金属がスパッタ(Al
被膜が成膜)されて導電性中空ガラス繊維50となる。
このガラス繊維50は、巻取装置19でボビン20に巻
き取られてパッケージ20aとなる。
While the hollow glass fiber 10 descends and travels in the film forming chamber 121, the target material is sputtered, and the conductive metal is sputtered (Al) on the outer peripheral surface thereof.
A coating film is formed) to form the conductive hollow glass fiber 50.
The glass fiber 50 is wound around the bobbin 20 by the winding device 19 to form the package 20a.

【0037】[0037]

【実施例】図2〜4に示す装置を用いて行った、導電性
中空ガラス繊維の製造例にについて説明する。 実施例1 原料ガラスの組成(重量%)は次のとおりである。 SiO2 62.5% B2 O3 27.3% Al2 O3 3.0% Na2 O 7.2%
EXAMPLES An example of producing conductive hollow glass fibers, which was carried out using the apparatus shown in FIGS. 2 to 4, will be described. Example 1 The composition (% by weight) of the raw material glass is as follows. SiO2 62.5% B2O3 27.3% Al2O3 3.0% Na2O 7.2%

【0038】保持容器1は内径150cm、深さ100
cmの耐火粘土製とし、直径10mmの溶融ガラス紡出
孔3を、保持容器1の底壁1a中心部に形成した。間隔
9が4mmとなるように蓋板4を取り付けることで天板
部材5を設けるとともに、ガス吸入孔6の径を7mmと
した。
The holding container 1 has an inner diameter of 150 cm and a depth of 100.
The molten glass spinning hole 3 having a diameter of 10 mm was formed in the center of the bottom wall 1 a of the holding container 1. The top plate member 5 was provided by attaching the cover plate 4 so that the space 9 was 4 mm, and the diameter of the gas suction hole 6 was 7 mm.

【0039】溶融ガラス流出孔18を設けた電気炉17
にこの保持容器1を入れ、炉の温度を1250℃に設定
して2時間焼成した。ガラス溶融室120内の気圧制御
により、ガラス溶融室120と成膜室121との差圧が
調整できるようにした。これによって、中空ガラス繊維
10内外の圧力差が過剰に大きくなることに起因する中
空ガラス繊維10の破れを防止した。その後、炉の温度
を1050℃に下げるとともに、上記組成のガラスマー
ブルを容器1の内腔部2に投入した。
Electric furnace 17 having a molten glass outflow hole 18
The holding container 1 was put in a furnace, and the temperature of the furnace was set to 1250 ° C., followed by firing for 2 hours. By controlling the atmospheric pressure in the glass melting chamber 120, the pressure difference between the glass melting chamber 120 and the film forming chamber 121 can be adjusted. As a result, the breakage of the hollow glass fiber 10 due to the excessive pressure difference between the inside and the outside of the hollow glass fiber 10 was prevented. Then, the temperature of the furnace was lowered to 1050 ° C., and the glass marble having the above composition was put into the inner cavity 2 of the container 1.

【0040】数分後、保持容器1の紡出孔3から紡出さ
れる溶融ガラス7aが電気炉17の流出孔18から垂下
してきたので、これにスパッタ成膜を施し巻き取つた。
この場合、成膜室121のターゲットとしてAlを使用
し、導電性物質として膜厚100nmのAl膜を成膜し
た。導電性中空ガラス繊維の巻取りは、巻取速度(引取
り速度)を400m/minとし、周長1mの円筒ボビ
ンにトラバースさせながら行った。得られた導電性中空
ガラス繊維は外径54μmであり、中空部の内径は20
μmであった。また、長さ1cm当たりの抵抗値は20
Ωであった。
After a few minutes, the molten glass 7a spun out from the spouting hole 3 of the holding container 1 drooped down from the outflow hole 18 of the electric furnace 17, so that it was sputtered and wound up.
In this case, Al was used as a target in the film forming chamber 121, and an Al film having a film thickness of 100 nm was formed as a conductive substance. The winding of the conductive hollow glass fiber was performed while the winding speed (take-up speed) was 400 m / min while traversing a cylindrical bobbin having a circumferential length of 1 m. The conductive hollow glass fiber obtained had an outer diameter of 54 μm, and the inner diameter of the hollow portion was 20 μm.
was μm. The resistance value per 1 cm length is 20
It was Ω.

【0041】なお、本実施例では、耐火粘土製の母型を
電気炉で焼成して保持容器1を作製したが、これに替え
て、あらかじめ作製したセラミック製の保持容器を電気
炉内にセットしても良い。
In this embodiment, the holding container 1 was manufactured by firing a refractory clay mold in an electric furnace. Instead of this, a ceramic holding container prepared in advance was set in the electric furnace. You may.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る導電性中空ガラス繊維は、中空ガラス繊維の外周面
に導電性物質からなる被膜を形成したものである。この
ため、この導電性中空ガラス繊維を、充填材としてプラ
スチック材料等に適当量配合すれば、上記被膜により導
電性が大幅に向上するとともに、芯側の中空ガラス繊維
によって機械的強度が向上し、プラスチック材料の場合
にはガラス繊維強化プラスチックとなる。また、十分な
導電性向上・機械的強度向上の効果が得られるように比
較的多量に配合した場合にも、配合後の素材の比重はそ
れほど高くなることはなく、軽量で優れた特性のプラス
チック材等を提供することができる。このように、本発
明の導電性中空ガラス繊維は導電性向上・補強効果・軽
量化を同時に満足する充填剤として有効に使用すること
ができるものである。
As is apparent from the above description, the conductive hollow glass fiber according to the present invention is one in which a coating film made of a conductive substance is formed on the outer peripheral surface of the hollow glass fiber. Therefore, if this conductive hollow glass fiber is blended in an appropriate amount with a plastic material or the like as a filler, the conductivity is greatly improved by the above coating, and the mechanical strength is improved by the hollow glass fiber on the core side, In the case of a plastic material, it is glass fiber reinforced plastic. In addition, even if a relatively large amount is blended so as to obtain a sufficient effect of improving conductivity and mechanical strength, the specific gravity of the material after blending does not become so high, and it is a lightweight and excellent plastic. It is possible to provide materials and the like. As described above, the conductive hollow glass fiber of the present invention can be effectively used as a filler that simultaneously satisfies the requirements of improving conductivity, reinforcing effect and weight saving.

【0043】また、本発明に係るに係る導電性中空ガラ
ス繊維の製造装置および方法では、溶融ガラスを保持す
る中空紡糸口金から中空ガラス繊維を紡出し、該中空ガ
ラス繊維を巻取装置で巻き取る過程で、該中空ガラス繊
維の冷却固化と、該冷却固化した中空ガラス繊維外周面
への導電性物質のスパッタ成膜とを行うように構成した
ものである。すなわち、紡糸した中空ガラス繊維を一
旦、円筒状ボビン等に巻き取った後、この中空ガラス繊
維をボビンから繰り出して導電性物質をスパッタ成膜す
るのではなく、紡糸工程とスパッタ成膜工程と巻取り工
程とを直結し、紡糸した中空ガラス繊維を巻き取る過程
でスパッタ成膜するようにしているから、導電性中空ガ
ラス繊維を簡便な工程・操作で安価に製造することがで
きる。
Further, in the apparatus and method for producing a conductive hollow glass fiber according to the present invention, the hollow glass fiber is spun from a hollow spinneret holding molten glass, and the hollow glass fiber is wound by a winding device. In the process, the hollow glass fiber is cooled and solidified, and the conductive material is sputter-deposited on the outer surface of the hollow solidified glass fiber. That is, rather than once winding the spun hollow glass fiber on a cylindrical bobbin or the like and then unwinding the hollow glass fiber from the bobbin to sputter-deposit the conductive material, the spinning step and sputter-deposition step are performed. The conductive hollow glass fiber can be manufactured at a low cost through simple steps and operations, because it is directly connected to the taking step and the sputtered film is formed in the step of winding the spun hollow glass fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る導電性中空ガラス繊維の模式的断
面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conductive hollow glass fiber according to the present invention.

【図2】本発明に実施の形態に係るもので、導電性中空
ガラス繊維の製造装置の全体構造を示す概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an overall structure of an electroconductive hollow glass fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2の製造装置を構成する溶融ガラス保持容器
(中空紡糸口金)の斜視図であって、一部を破って示し
たものである。
FIG. 3 is a perspective view of a molten glass holding container (hollow spinneret) which constitutes the manufacturing apparatus of FIG. 2 and is a partially broken view.

【図4】図3の中央断面図であって、溶融ガラス流出時
の状態を示すものである。
FIG. 4 is a central sectional view of FIG. 3, showing a state when molten glass flows out.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶融ガラス保持容器(中空紡糸口金) 1a 底壁 2 内腔部 3 溶融ガラス紡出孔 4 蓋板 5 天板部材 5a 周壁 6 ガス吸入孔 7 溶融ガラス 7a 溶融ガラス 8 中空部 9 間隔 10 中空ガラス繊維 11 投入孔 17 電気炉 18 溶融ガラス流出孔 19 巻取装置 19a 巻取装置本体 20 円筒状ボビン 20a パツケージ 21 トラバース装置 50 導電性中空ガラス繊維 51 中空ガラス繊維 52 導電性被膜 100 第1のガス導入ポート 101 第2のガス導入ポート 111 第1の排気装置 111a 第1の排気口 113 第2の排気装置 113a 第2の排気口 115 スパッタカソード 116 電源装置 120 ガラス溶融室 121 成膜室 122 巻取室 131 第1の隔壁 132 第1の開口部 141 第2の隔壁 142 第2の開口部 1 Molten glass holding container (hollow spinneret) 1a bottom wall 2 Lumen 3 Molten glass spinning holes 4 lid plate 5 Top plate member 5a Perimeter wall 6 gas inlet 7 Molten glass 7a molten glass 8 hollow 9 intervals 10 hollow glass fiber 11 Input hole 17 Electric furnace 18 Molten glass outflow hole 19 Winding device 19a Winding device main body 20 Cylindrical bobbin 20a package 21 Traverse device 50 Conductive hollow glass fiber 51 hollow glass fiber 52 Conductive film 100 First gas introduction port 101 Second gas introduction port 111 First exhaust system 111a First exhaust port 113 Second exhaust system 113a Second exhaust port 115 Sputter cathode 116 power supply 120 glass melting chamber 121 deposition chamber 122 winding room 131 First partition 132 First opening 141 Second partition wall 142 Second opening

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空ガラス繊維の外周面に、導電性物質
からなる被膜が形成されていることを特徴とする導電性
中空ガラス繊維。
1. A conductive hollow glass fiber, wherein a coating made of a conductive substance is formed on the outer peripheral surface of the hollow glass fiber.
【請求項2】 導電性物質が単体金属、導電性酸化物ま
たは、導電性の炭素系材料であることを特徴とする請求
項1に記載の導電性中空ガラス繊維。
2. The conductive hollow glass fiber according to claim 1, wherein the conductive substance is a simple metal, a conductive oxide, or a conductive carbon-based material.
【請求項3】 導電性物質からなる被膜が、スパッタ成
膜で形成されたものであることを特徴とする請求項2に
記載の導電性中空ガラス繊維。
3. The conductive hollow glass fiber according to claim 2, wherein the coating film made of a conductive material is formed by sputtering film formation.
【請求項4】 溶融ガラスを保持する中空紡糸口金から
中空ガラス繊維を紡出し、該中空ガラス繊維を巻取装置
で巻き取る過程で、該中空ガラス繊維の冷却固化と、該
冷却固化した中空ガラス繊維外周面への導電性物質のス
パッタ成膜とを行うことを特徴とする導電性中空ガラス
繊維の製造方法。
4. The hollow glass fiber is spun from a hollow spinneret holding molten glass, and the hollow glass fiber is cooled and solidified in the process of winding the hollow glass fiber by a winding device. A method for producing a conductive hollow glass fiber, which comprises performing sputtering film formation of a conductive substance on the outer peripheral surface of the fiber.
【請求項5】 請求項4に記載の導電性中空ガラス繊維
の製造方法を実施するための装置であって、溶融ガラス
の中空紡糸口金と、その加熱手段と、中空紡糸口金の下
方に導電性物質のスパッタ装置と、さらにその下方に導
電性中空ガラス繊維の巻取装置とを設けたことを特徴と
する導電性中空ガラス繊維の製造装置。
5. An apparatus for carrying out the method for producing a conductive hollow glass fiber according to claim 4, comprising a hollow spinneret for molten glass, a heating means for the spinneret, and a conductive material under the hollow spinneret. An apparatus for producing a conductive hollow glass fiber, characterized in that a sputtering apparatus for the substance and a winding apparatus for the conductive hollow glass fiber are further provided therebelow.
【請求項6】 前記中空紡糸口金は溶融ガラス保持用の
内腔部を備え、該内腔部は、溶融ガラス紡出孔が形成さ
れた底壁と、ガス吸入孔が形成され前記底壁の上方に所
定距離を隔てて設けられた天板部材を有する蓋板とによ
り形成され、ガス吸入孔が溶融ガラス紡出孔と同心的に
配置されていることを特徴とする請求項5に記載の導電
性中空ガラス繊維の製造装置。
6. The hollow spinneret is provided with an inner cavity portion for holding molten glass, and the inner cavity portion has a bottom wall formed with a molten glass spinning hole and a bottom wall formed with a gas suction hole. 6. A lid plate having a top plate member provided at a predetermined distance above and a gas suction hole is concentrically arranged with a molten glass spinning hole. Equipment for manufacturing conductive hollow glass fibers.
【請求項7】 ガラス溶融室と、その直下に第1の隔壁
を介して接続された成膜室と、該成膜室の直下に第2の
隔壁を介して接続された巻取室とを備えてなり、 ガラス溶融室は中空紡糸口金と、その加熱手段と、不活
性ガスまたはクリーンエアーを供給する気体供給手段に
連なる第1のガス導入ポートと、第1の排気装置に連な
る第1の排気口とを備え、 成膜室はスパッタ装置を、巻取室は導電性中空ガラス繊
維の巻取装置をそれぞれ備え、 第1の隔壁には、ガラス溶融室・成膜室間の圧力差を維
持し、かつ中空紡糸口金から紡出される中空ガラス繊維
を通過させるための第1の開口部が形成され、 第2の隔壁には、巻取室・成膜室間の圧力差を維持し、
かつ導電性中空ガラス繊維を通過させるための第2の開
口部が形成され、 スパッタ装置は、冷却固化した中空ガラス繊維の外周面
にスパッタ粒子を照射するように配置されたスパッタカ
ソードと、成膜室に設けられた第2のガス導入ポートを
介して連絡されたスパッタ用不活性ガスの供給手段と、
成膜室に設けられた第2の排気口を介して連絡された第
2の排気装置と、スパッタカソードに所定の電圧を印加
するための電源装置とを備えている、 ことを特徴とする請求項6に記載の導電性中空ガラス繊
維の製造装置。
7. A glass melting chamber, a film forming chamber directly below the film melting chamber connected via a first partition, and a winding chamber directly below the film formation chamber connected via a second partition. The glass melting chamber comprises a hollow spinneret, a heating means for the hollow spinneret, a first gas introduction port connected to a gas supply means for supplying an inert gas or clean air, and a first gas discharge port connected to a first exhaust device. The film forming chamber is provided with a sputtering device, the winding chamber is provided with a conductive hollow glass fiber winding device, and the first partition is provided with a pressure difference between the glass melting chamber and the film forming chamber. A first opening for maintaining and passing hollow glass fibers spun from the hollow spinneret is formed, and a pressure difference between the winding chamber and the film forming chamber is maintained in the second partition wall,
A second opening is formed to allow the conductive hollow glass fiber to pass therethrough. The sputtering device is provided with a sputtering cathode arranged to irradiate the outer peripheral surface of the cooled and solidified hollow glass fiber with sputtered particles, and a film formation. Means for supplying an inert gas for sputtering, which is connected through a second gas introduction port provided in the chamber,
A second exhaust device connected through a second exhaust port provided in the film forming chamber, and a power supply device for applying a predetermined voltage to the sputtering cathode are provided. Item 6. The apparatus for producing a conductive hollow glass fiber according to Item 6.
【請求項8】 第1、第2の隔壁には、それぞれ第1、
第2の開口部の開口径を拡大・縮小することができる絞
り機構が設けられていることを特徴とする請求項7に記
載の導電性中空ガラス繊維の製造装置。
8. The first and second partition walls have first and second partitions, respectively.
The apparatus for producing a conductive hollow glass fiber according to claim 7, further comprising a diaphragm mechanism capable of enlarging / reducing an opening diameter of the second opening.
【請求項9】 請求項7または8に記載の製造装置を使
用し、請求項4に記載の製造方法により導電性中空ガラ
ス繊維を製造する方法であって、中空紡糸口金の溶融ガ
ラス紡出孔から垂下する溶融ガラスを、その断面中央部
に雰囲気ガスをガス吸入孔から自然吸入させながら巻取
装置で引き取ることにより中空ガラス繊維を形成するこ
とを特徴とする導電性中空ガラス繊維の製造方法。
9. A method for producing a conductive hollow glass fiber by the production method according to claim 4 using the production apparatus according to claim 7 or 8, wherein a molten glass spinning hole of a hollow spinneret is provided. A method for producing an electrically conductive hollow glass fiber, characterized in that the hollow glass fiber is formed by drawing the molten glass hanging from the hollow glass fiber in a central portion of the cross section thereof while naturally sucking the atmospheric gas from the gas suction hole.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007302052A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd Studless tire
JP2008014436A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Toyota Motor Corp Hydrogen feeding device, hollow glass body, and fuel cell system

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