JP2023036310A - ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラスフィラメントを安定して成形することを可能にしたガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス繊維の製造装置１１は、溶融ガラスＭＧを流通させるフィーダー１２と、フィーダー１２の下方に配置され、溶融ガラスＭＧを流出する複数のノズルＮを有するブッシング１３とを備える。ガラス繊維の製造装置１１は、通電により発熱する発熱部材１４を備える。ガラス繊維の製造装置１１の発熱部材１４は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１４ａを有する。【選択図】図１
Description
本発明は、ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法に関する。
特許文献１に記載されるように、ガラス繊維の製造には、溶融ガラスを流通させるフィーダーと、フィーダーの下方に配置され、溶融ガラスを流出する複数のノズルを有するブッシングとを備える製造装置が用いられる。このようなガラス繊維の製造装置では、ブッシングの各ノズルから溶融ガラスを流出させることで、複数のガラスフィラメントを成形することができる。
上記従来のガラス繊維の製造装置では、フィーダーからブッシングに供給される溶融ガラスの温度が低い場合、ブッシングを通電により発熱させることで溶融ガラスを加熱する必要がある。ところが、この場合、ブッシング内で溶融ガラスが十分に加熱されなかったり、通電によりブッシングのノズルの温度が過剰に上昇したりすることで、ガラスフィラメントの成形が不安定になるおそれがあった。
本発明の目的は、ガラスフィラメントを安定して成形することを可能にしたガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するガラス繊維の製造装置は、溶融ガラスを流通させるフィーダーと、前記フィーダーの下方に配置され、前記溶融ガラスを流出する複数のノズルを有するブッシングと、を備えるガラス繊維の製造装置であって、通電により発熱する発熱部材を備え、前記発熱部材は、前記フィーダーと前記ブッシングとの間における前記溶融ガラスの流路に配置される発熱部を有する。
この構成によれば、フィーダーから流下する溶融ガラスの温度が低い場合、フィーダーとブッシングとの間の流路に配置される発熱部材の発熱部により溶融ガラスを加熱することができる。これにより、ブッシングに所定の温度まで昇温させた溶融ガラスを供給することができる。このため、ブッシングにおける溶融ガラスの温度を安定させることができる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記発熱部材の前記発熱部は、前記溶融ガラスの流路を仕切るように設けられる板材から構成され、前記発熱部材の前記発熱部は、前記溶融ガラスを流通させる貫通孔を有してもよい。この構成によれば、発熱部材の発熱部と溶融ガラスとの接触面積を増大させることができるため、例えば、溶融ガラスを効率的に加熱したり、溶融ガラスの温度の均一性を高めたりすることが可能となる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記発熱部材の前記発熱部は、複数の前記貫通孔を有することで、開口率が異なる複数の流通部を有してもよい。この構成によれば、溶融ガラスの流れを複雑化することが可能となる。これにより、例えば、溶融ガラスの温度の均一性を高めることが可能となる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記発熱部材は、第１発熱部材と、前記第１発熱部材の下流側において前記第１発熱部材と離間して配置される第２発熱部材と、を含んでもよい。この構成によれば、第１発熱部材の発熱部及び第２発熱部材の発熱部によって、フィーダーとブッシングとの間の流路において溶融ガラスをより昇温させることが可能となる。これにより、フィーダーから流下する溶融ガラスの温度がより低い場合であっても、ブッシングに所定の温度まで昇温させた溶融ガラスを供給することができる。このため、ブッシングのノズルからの溶融ガラスの流出を安定させることができる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記発熱部材は、第１発熱部材と、前記第１発熱部材の下流側において前記第１発熱部材と離間して配置される第２発熱部材と、を含み、前記第１発熱部材の前記発熱部と前記第２発熱部材の前記発熱部とは、前記溶融ガラスの流路を仕切るように設けられる板材から構成され、前記第１発熱部材の前記発熱部と前記第２発熱部材の前記発熱部とは、前記溶融ガラスを流通させる貫通孔を有していてもよい。
この構成によれば、第１発熱部材の発熱部と溶融ガラスとの接触面積と、第２発熱部材の発熱部と溶融ガラスとの接触面積を増大させることができる。このため、例えば、溶融ガラスを効率的に加熱したり、溶融ガラスの温度の均一性を高めたりすることが可能となる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記第１発熱部材と前記第２発熱部材とは、それぞれ開口率が異なる複数の流通部を有し、前記第１発熱部材の前記流通部と前記第２発熱部材の前記流通部とは、前記溶融ガラスの流れ方向に沿って互いに異なる開口率となるように配置されてもよい。この構成によれば、溶融ガラスの流れをより複雑化することが可能となる。これにより、例えば、溶融ガラスの温度の均一性をより高めることが可能となる。
上記ガラス繊維の製造装置において、前記発熱部材と前記ブッシングとは離れて配置されてもよい。この構成によれば、例えばブッシングと発熱部材の両方を発熱させる場合において、両方の温度を個別に制御することが可能となる。
上記ガラス繊維の製造装置は、前記発熱部材と前記ブッシングとの間に配置される絶縁部材をさらに備えてもよい。この構成によれば、例えば、発熱部材への通電効率を高めることで発熱部を効率的に発熱させることができる。また、例えば、発熱部材とブッシングとが溶着することを抑えることで、発熱部材の交換又はブッシングを容易に交換することが可能となる。
上記課題を解決するガラス繊維の製造方法は、ガラス繊維の製造装置を用いてガラスフィラメントを成形する成形工程を備えるガラス繊維の製造方法であって、前記ガラス繊維の製造装置は、溶融ガラスを流通させるフィーダーと、前記フィーダーの下方に配置され、前記溶融ガラスを流出する複数のノズルを有するブッシングと、通電により発熱する発熱部材と、を備え、前記発熱部材は、前記フィーダーと前記ブッシングとの間における前記溶融ガラスの流路に配置される発熱部を有し、前記成形工程において、前記発熱部材により前記溶融ガラスを加熱する。
本発明によれば、ガラスフィラメントを安定して成形することが可能となる。
（第１実施形態）
以下、ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法の第１実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
以下、ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法の第１実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図１に示すように、ガラス繊維の製造装置１１は、溶融ガラスＭＧを流通させるフィーダー１２と、フィーダー１２の下方に配置されるブッシング１３とを備えている。ガラス繊維の製造装置１１は、通電により発熱する発熱部材１４を備えている。本実施形態のガラス繊維の製造装置１１は、発熱部材１４とブッシング１３との間に配置される絶縁部材１５を備えている。
＜フィーダー１２＞
ガラス繊維の製造装置１１のフィーダー１２には、図示を省略したガラス溶融炉で得られた溶融ガラスＭＧが供給される。フィーダー１２は、耐火壁から構成されている。耐火壁を構成する耐火物としては、例えば、電鋳煉瓦、デンス焼成煉瓦等が挙げられる。電鋳煉瓦としては、例えば、ジルコニア系電鋳煉瓦、アルミナ系電鋳煉瓦、アルミナ・ジルコニア系電鋳煉瓦、アルミナ・ジルコニア・シリカ系電鋳煉瓦等が挙げられる。デンス焼成煉瓦としては、デンスジルコン煉瓦、デンスクロム煉瓦等が挙げられる。
ガラス繊維の製造装置１１のフィーダー１２には、図示を省略したガラス溶融炉で得られた溶融ガラスＭＧが供給される。フィーダー１２は、耐火壁から構成されている。耐火壁を構成する耐火物としては、例えば、電鋳煉瓦、デンス焼成煉瓦等が挙げられる。電鋳煉瓦としては、例えば、ジルコニア系電鋳煉瓦、アルミナ系電鋳煉瓦、アルミナ・ジルコニア系電鋳煉瓦、アルミナ・ジルコニア・シリカ系電鋳煉瓦等が挙げられる。デンス焼成煉瓦としては、デンスジルコン煉瓦、デンスクロム煉瓦等が挙げられる。
フィーダー１２は、溶融ガラスＭＧを流下させる流路を形成するフローブロック１２ａを備えている。フローブロック１２ａについても耐火物から構成される。
溶融ガラスＭＧのガラスとしては、例えば、Ｅガラス（アルカリ含有量２％以下のガラス）、Ｄガラス（低誘電率ガラス）、ＡＲガラス（耐アルカリ性ガラス）、Ｃガラス（耐酸性のガラス）、Ｍガラス（高弾性率のガラス）、Ｓガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｔガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｈガラス（高誘電率のガラス）、ＮＥガラス（低誘電率のガラス）が挙げられる。ガラスの密度は、例えば、２．０～３．０ｇ／ｃｍ３である。
溶融ガラスＭＧのガラスとしては、例えば、Ｅガラス（アルカリ含有量２％以下のガラス）、Ｄガラス（低誘電率ガラス）、ＡＲガラス（耐アルカリ性ガラス）、Ｃガラス（耐酸性のガラス）、Ｍガラス（高弾性率のガラス）、Ｓガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｔガラス（高強度、高弾性率のガラス）、Ｈガラス（高誘電率のガラス）、ＮＥガラス（低誘電率のガラス）が挙げられる。ガラスの密度は、例えば、２．０～３．０ｇ／ｃｍ３である。
＜ブッシング１３＞
ガラス繊維の製造装置１１のブッシング１３は、溶融ガラスＭＧを流出する複数のノズルＮを有している。ブッシング１３の各ノズルＮによってガラスフィラメントＧＦを成形することができる。
ガラス繊維の製造装置１１のブッシング１３は、溶融ガラスＭＧを流出する複数のノズルＮを有している。ブッシング１３の各ノズルＮによってガラスフィラメントＧＦを成形することができる。
ブッシング１３は、溶融ガラスＭＧが供給されるブッシング本体１３ａと、ブッシング本体１３ａの底部に設けられたベースプレート１３ｂとを備えている。ブッシング本体１３ａの上部は、フィーダー１２から溶融ガラスＭＧが供給される供給口を有している。ブッシング１３は、支持部材Ｓによりフィーダー１２等に支持される。
本実施形態のガラス繊維の製造装置１１は、フィーダー１２のフローブロック１２ａの下側に配置されるブッシングブロック１６を備えている。ブッシングブロック１６は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路を形成している。ブッシングブロック１６により形成された流路を流下した溶融ガラスＭＧがブッシング本体１３ａに供給される。ブッシングブロック１６は、例えば、上述した非導電性の耐火物から構成される。
ブッシング本体１３ａは、ベースプレート１３ｂ上に異物が堆積するのを抑制するスクリーン、通電用のターミナル等を有していてもよい。
ベースプレート１３ｂには、複数のノズルＮが設けられている。ブッシング１３におけるノズル孔の数は、１００個以上、１００００個以下の範囲内であることが好ましい。ブッシング１３の各ノズルＮにおけるノズル孔の形状は、例えば、円形状、長径と短径とを有する扁平形状等が挙げられる。
ベースプレート１３ｂには、複数のノズルＮが設けられている。ブッシング１３におけるノズル孔の数は、１００個以上、１００００個以下の範囲内であることが好ましい。ブッシング１３の各ノズルＮにおけるノズル孔の形状は、例えば、円形状、長径と短径とを有する扁平形状等が挙げられる。
ブッシング本体１３ａ、ベースプレート１３ｂ、及びノズルＮの材料としては、例えば、貴金属又は貴金属合金が挙げられる。貴金属は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、又はオスミウムである。ブッシング本体１３ａ、ベースプレート１３ｂ、及びノズルＮの材料は、耐久性を高めるという観点から、白金、又は白金合金であることが好ましい。白金合金としては、例えば、白金ロジウム合金が挙げられる。
＜発熱部材１４＞
ガラス繊維の製造装置１１の発熱部材１４は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１４ａと、発熱部１４ａに接続される通電用のターミナル部１４ｂとを有している。発熱部材１４は、ブッシング１３とは離れて配置される。具体的には、発熱部材１４は、ブッシング１３と接しないように配置される。
ガラス繊維の製造装置１１の発熱部材１４は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１４ａと、発熱部１４ａに接続される通電用のターミナル部１４ｂとを有している。発熱部材１４は、ブッシング１３とは離れて配置される。具体的には、発熱部材１４は、ブッシング１３と接しないように配置される。
発熱部材１４の発熱部１４ａは、溶融ガラスＭＧの流路を仕切るように設けられる板材から構成されている。発熱部１４ａは、溶融ガラスＭＧを流通させる貫通孔ＴＨを有している。発熱部１４ａは、複数の貫通孔ＴＨを有することで、開口率が異なる複数の流通部を有している。
図２に示すように、本実施形態の発熱部１４ａは、第１流通部Ａ１、第２流通部Ａ２、及び第３流通部Ａ３を有している。第１流通部Ａ１は、発熱部１４ａの両端側に位置する一対から構成されている。第２流通部Ａ２は、各第１流通部Ａ１の内側に隣り合う一対から構成されている。第３流通部Ａ３は、一対の第２流通部Ａ２の間に位置している。
第１流通部Ａ１の開口率をＲＡ１［％］、第２流通部Ａ２の開口率をＲＡ２［％］、第３流通部Ａ３の開口率をＲＡ３［％］とした場合、ＲＡ１＜ＲＡ３＜ＲＡ２の関係を満たしていてもよい。第１流通部Ａ１の開口率ＲＡ１は、例えば、１％以上、２０％以下の範囲内である。第２流通部Ａ２の開口率ＲＡ２は、例えば、６０％を超え、９０％以下の範囲内である。第３流通部Ａ３の開口率ＲＡ３は、例えば、２０％を超え、６０％以下の範囲内である。
発熱部１４ａの貫通孔ＴＨの形状は、例えば、円形状、楕円形状、多角形状、スリット状等が挙げられる。
ターミナル部１４ｂは、発熱部１４ａの両側部にそれぞれ接続されている。一対のターミナル部１４ｂは、図１に示すように、電源１７に接続される。
ターミナル部１４ｂは、発熱部１４ａの両側部にそれぞれ接続されている。一対のターミナル部１４ｂは、図１に示すように、電源１７に接続される。
発熱部材１４の材料としては、抵抗発熱体となり得る材料であれば特に限定されず、例えば、金属、セラミックス等が挙げられる。金属としては、モリブデン、白金、白金合金等が挙げられる。白金合金としては、例えば、白金ロジウム合金が挙げられる。
＜絶縁部材１５＞
図１及び図３に示すように、ガラス繊維の製造装置１１の絶縁部材１５は、発熱部材１４とブッシング１３とを電気的に絶縁する。図３に示すように、絶縁部材１５の全体形状は、例えば、枠状であり、上下に貫通する絶縁部材流路部１５ａを有している。絶縁部材１５の材料としては、例えば、耐火物等が挙げられる。なお、絶縁部材１５は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。
図１及び図３に示すように、ガラス繊維の製造装置１１の絶縁部材１５は、発熱部材１４とブッシング１３とを電気的に絶縁する。図３に示すように、絶縁部材１５の全体形状は、例えば、枠状であり、上下に貫通する絶縁部材流路部１５ａを有している。絶縁部材１５の材料としては、例えば、耐火物等が挙げられる。なお、絶縁部材１５は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。
＜上記以外の構成＞
ガラス繊維の製造装置１１は、図示を省略したアプリケーター、及びギャザリングシューを備えている。アプリケーターは、ブッシング１３から引き出された多数のガラスフィラメントＧＦに液体状の集束剤を塗布する。ギャザリングシューは、集束剤が塗布された多数のガラスフィラメントＧＦを集束させる。多数のガラスフィラメントＧＦがギャザリングシューにより集束されることで、ガラスストランドが得られる。ガラスストランドは、巻取り装置により巻き取られることで、ガラスストランドが巻回されたケーキが得られる。
ガラス繊維の製造装置１１は、図示を省略したアプリケーター、及びギャザリングシューを備えている。アプリケーターは、ブッシング１３から引き出された多数のガラスフィラメントＧＦに液体状の集束剤を塗布する。ギャザリングシューは、集束剤が塗布された多数のガラスフィラメントＧＦを集束させる。多数のガラスフィラメントＧＦがギャザリングシューにより集束されることで、ガラスストランドが得られる。ガラスストランドは、巻取り装置により巻き取られることで、ガラスストランドが巻回されたケーキが得られる。
＜ガラス繊維の製造方法＞
次に、ガラス繊維の製造方法を主な作用とともに説明する。
ガラス繊維の製造方法は、ガラス繊維の製造装置１１を用いてガラスフィラメントＧＦを成形する成形工程を備えている。成形工程では、溶融ガラスＭＧがフィーダー１２からブッシング１３に供給される。フィーダー１２からブッシング１３までの溶融ガラスＭＧの流路及びブッシング１３のブッシング本体１３ａの内部は、溶融ガラスＭＧにより満たされている。成形工程では、ブッシング１３に供給された溶融ガラスＭＧがブッシング１３のノズルＮから流出されることにより、ガラスフィラメントＧＦが成形される。
次に、ガラス繊維の製造方法を主な作用とともに説明する。
ガラス繊維の製造方法は、ガラス繊維の製造装置１１を用いてガラスフィラメントＧＦを成形する成形工程を備えている。成形工程では、溶融ガラスＭＧがフィーダー１２からブッシング１３に供給される。フィーダー１２からブッシング１３までの溶融ガラスＭＧの流路及びブッシング１３のブッシング本体１３ａの内部は、溶融ガラスＭＧにより満たされている。成形工程では、ブッシング１３に供給された溶融ガラスＭＧがブッシング１３のノズルＮから流出されることにより、ガラスフィラメントＧＦが成形される。
このとき、ガラス繊維の製造装置１１は、上記発熱部材１４を備えている。この構成によれば、フィーダー１２から流下する溶融ガラスＭＧの温度が低い場合、フィーダー１２とブッシング１３との間の流路に配置される発熱部材１４の発熱部１４ａにより溶融ガラスＭＧを加熱することができる。これにより、ブッシング１３に所定の温度まで昇温させた溶融ガラスＭＧを供給することができる。このため、ブッシング１３のノズルＮからの溶融ガラスＭＧの流出を安定させることができる。
また、発熱部材１４の発熱部１４ａにより溶融ガラスＭＧを加熱することができるため、フィーダー１２に流通する溶融ガラスＭＧの温度を意図的に下げることも可能となる。そのため、フィーダー１２が高温の溶融ガラスＭＧにより劣化することを抑えることも可能となる。また、例えば、ノズルＮの過剰な温度上昇を抑える必要がある等、通電によるブッシング１３の発熱に制限がある場合であっても、ブッシング１３内の溶融ガラスＭＧの温度を適切な温度にすることが可能となる。また、例えば、ブッシング１３に流入する溶融ガラスＭＧをガラスの品種に応じた温度に設定することが容易となるため、多品種のガラス繊維の製造に容易に対応することも可能となる。
上記の成形工程で得られたガラスフィラメントＧＦが集束されることで、ガラスストランドが得られる。ガラスストランドは、例えば、所定の長さに切断されたチョップドストランドとして利用することができる。また、ガラスストランドは、ミルドファイバ、ロービング、ヤーン、マット、クロス、テープ、又は組布等として利用することができる。ガラスストランドの用途としては、例えば、車両用途、電子材料用途、建材用途、土木用途、航空機関連用途、造船用途、物流用途、産業機械用途、及び日用品用途が挙げられる。
＜作用及び効果＞
次に、第１実施形態の作用及び効果について説明する。
（１－１）ガラス繊維の製造装置１１は、溶融ガラスＭＧを流通させるフィーダー１２と、フィーダー１２の下方に配置され、溶融ガラスＭＧを流出する複数のノズルＮを有するブッシング１３とを備えている。ガラス繊維の製造装置１１は、通電により発熱する発熱部材１４を備えている。発熱部材１４は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１４ａを有している。
次に、第１実施形態の作用及び効果について説明する。
（１－１）ガラス繊維の製造装置１１は、溶融ガラスＭＧを流通させるフィーダー１２と、フィーダー１２の下方に配置され、溶融ガラスＭＧを流出する複数のノズルＮを有するブッシング１３とを備えている。ガラス繊維の製造装置１１は、通電により発熱する発熱部材１４を備えている。発熱部材１４は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１４ａを有している。
この構成によれば、上述したようにブッシング１３のノズルＮからの溶融ガラスＭＧの流出を安定させることができる。従って、ガラスフィラメントＧＦを安定して成形することが可能となる。
（１－２）ガラス繊維の製造装置１１における発熱部材１４の発熱部１４ａは、溶融ガラスＭＧの流路を仕切るように設けられる板材から構成されている。発熱部材１４の発熱部１４ａは、溶融ガラスＭＧを流通させる貫通孔ＴＨを有している。この場合、発熱部材１４の発熱部１４ａと溶融ガラスＭＧとの接触面積を増大させることができるため、例えば、溶融ガラスＭＧを効率的に加熱したり、溶融ガラスＭＧの温度の均一性を高めたりすることが可能となる。
（１－３）ガラス繊維の製造装置１１における発熱部材１４の発熱部１４ａは、複数の貫通孔ＴＨを有することで、開口率が異なる複数の流通部を有している。この場合、溶融ガラスＭＧの流れを複雑化することが可能となる。これにより、例えば、溶融ガラスＭＧの温度の均一性を高めることが可能となる。
（１－４）ガラス繊維の製造装置１１において、発熱部材１４とブッシング１３とは離れて配置されている。この構成によれば、例えばブッシング１３と発熱部材１４の両方を発熱させる場合において、両方の温度を個別に制御することが可能となる。
（１－５）ガラス繊維の製造装置１１における発熱部材１４とブッシング１３との間に配置される絶縁部材１５をさらに備えている。この場合、例えば、発熱部材１４への通電効率を高めることで発熱部１４ａを効率的に発熱させることができる。また、例えば、発熱部材１４とブッシング１３とが溶着することを抑えることで、発熱部材１４の交換又はブッシング１３を容易に交換することが可能となる。
（第２実施形態）
ガラス繊維の製造装置１１、及びガラス繊維の製造方法の第２実施形態について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
ガラス繊維の製造装置１１、及びガラス繊維の製造方法の第２実施形態について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
図４に示すように、第２実施形態のガラス繊維の製造装置１１は、第１発熱部材１８と、第１発熱部材１８の下流側において第１発熱部材１８と離間して配置される第２発熱部材１９とを備えている。第１発熱部材１８は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１８ａと、発熱部１８ａに接続される通電用のターミナル部１８ｂとを有している。第１発熱部材１８は、第１実施形態の発熱部材１４と同じ構成を有しているため、説明を省略する。
図５に示すように、第２発熱部材１９は、フィーダー１２とブッシング１３との間における溶融ガラスＭＧの流路に配置される発熱部１９ａと、発熱部１９ａに接続される通電用のターミナル部１９ｂとを有している。第２発熱部材１９の発熱部１９ａは、溶融ガラスＭＧの流路を仕切るように設けられる板材から構成されている。第２発熱部材１９の発熱部１９ａは、溶融ガラスＭＧを流通させる貫通孔ＴＨを有している。第２発熱部材１９の発熱部１９ａは、複数の貫通孔ＴＨを有することで、開口率が異なる複数の流通部を有している。
第２発熱部材１９の発熱部１９ａは、第１流通部Ｂ１、第２流通部Ｂ２、及び第３流通部Ｂ３を有している。第１流通部Ｂ１は、第２発熱部材１９の発熱部１９ａの両端側に位置する一対から構成されている。第２流通部Ｂ２は、各第１流通部Ｂ１の内側に隣り合う一対から構成されている。第３流通部Ｂ３は、一対の第２流通部Ｂ２の間に位置している。
ここで、第１発熱部材１８の流通部と、第２発熱部材１９の流通部との関係について説明する。第２発熱部材１９の第１流通部Ｂ１は、第１発熱部材１８の第１流通部Ａ１の下流側に配置されている。第２発熱部材１９の第２流通部Ｂ２は、第１発熱部材１８の第２流通部Ａ２の下流側に配置されている。第２発熱部材１９の第３流通部Ｂ３は、第１発熱部材１８の第３流通部Ａ３の下流側に配置されている。
第２発熱部材１９における第１流通部Ｂ１の開口率は、第１発熱部材１８における第１流通部Ａ１の開口率とは異なる。第２発熱部材１９における第２流通部Ｂ２の開口率は、第１発熱部材１８における第２流通部Ａ２の開口率とは異なる。第２発熱部材１９における第３流通部Ｂ３の開口率は、第１発熱部材１８における第３流通部Ａ３の開口率とは異なる。このように第１発熱部材１８の流通部と第２発熱部材１９の流通部とは、溶融ガラスＭＧの流れ方向に沿って互いに異なる開口率となるように配置されている。
詳述すると、第２発熱部材１９における第１流通部Ｂ１の開口率は、第１発熱部材１８における第１流通部Ａ１の開口率よりも大きい。第２発熱部材１９における第２流通部Ｂ２の開口率は、第１発熱部材１８における第２流通部Ａ２の開口率よりも小さい。第２発熱部材１９における第３流通部Ｂ３の開口率は、第１発熱部材１８における第３流通部Ａ３の開口率よりも大きい。
第２発熱部材１９において、第１流通部Ｂ１の開口率をＲＢ１［％］、第２流通部Ｂ２の開口率をＲＢ２［％］、第３流通部Ｂ３の開口率をＲＢ３［％］とした場合、ＲＢ２＜ＲＢ１＜ＲＢ３の関係を満たしていてもよい。第１流通部Ｂ１の開口率ＲＢ１は、例えば、２０％を超え、６０％以下の範囲内である。第２流通部Ｂ２の開口率ＲＢ２は、例えば、１％以上、２０％以下の範囲内である。第３流通部Ｂ３の開口率ＲＢ３は、例えば、６０％を超え、９０％以下の範囲内である。
ガラス繊維の製造装置１１は、第１発熱部材１８と第２発熱部材１９との間に配置されるブッシングブロック１６を備えている。このブッシングブロック１６は、第１発熱部材１８と第２発熱部材１９との間を電気的に絶縁している。第２発熱部材１９とブッシング１３との間には、絶縁部材１５が配置されている。
次に、第２実施形態の作用及び効果について説明する。
（２－１）ガラス繊維の製造装置１１における発熱部材は、第１発熱部材１８と、第１発熱部材１８の下流側において第１発熱部材１８と離間して配置される第２発熱部材１９とを含んでいる。
（２－１）ガラス繊維の製造装置１１における発熱部材は、第１発熱部材１８と、第１発熱部材１８の下流側において第１発熱部材１８と離間して配置される第２発熱部材１９とを含んでいる。
この場合、第１発熱部材１８の発熱部１８ａ及び第２発熱部材１９の発熱部１９ａによって、フィーダー１２とブッシング１３との間の流路において溶融ガラスＭＧをより昇温させることが可能となる。これにより、フィーダー１２から流下する溶融ガラスＭＧの温度がより低い場合であっても、ブッシング１３に所定の温度まで昇温させた溶融ガラスＭＧを供給することができる。このため、ブッシング１３のノズルＮからの溶融ガラスＭＧの流出を安定させることができる。従って、ガラスフィラメントＧＦを安定して成形することが可能となる。
（２－２）ガラス繊維の製造装置１１における第１発熱部材１８の発熱部１８ａと第２発熱部材１９の発熱部１９ａとは、溶融ガラスＭＧの流路を仕切るように設けられる板材から構成されている。第１発熱部材１８の発熱部１８ａと第２発熱部材１９の発熱部１９ａとは、溶融ガラスＭＧを流通させる貫通孔ＴＨを有している。
この場合、第１発熱部材１８の発熱部１８ａと溶融ガラスＭＧとの接触面積と、第２発熱部材１９の発熱部１９ａと溶融ガラスＭＧとの接触面積を増大させることができる。このため、例えば、溶融ガラスＭＧを効率的に加熱したり、溶融ガラスＭＧの温度の均一性を高めたりすることが可能となる。
（２－３）第１発熱部材１８と第２発熱部材１９とは、それぞれ開口率が異なる複数の流通部を有している。第１発熱部材１８の流通部と第２発熱部材１９の流通部とは、溶融ガラスＭＧの流れ方向に沿って互いに異なる開口率となるように配置されている。この場合、溶融ガラスＭＧの流れをより複雑化することが可能となる。これにより、例えば、溶融ガラスＭＧの温度の均一性をより高めることが可能となる。
（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第１実施形態の発熱部材１４を、図６に示される発熱部材２０に変更することもできる。図６に示される発熱部材２０は、貫通孔ＴＨを有しない板状の発熱部２０ａと、発熱部２０ａに接続される通電用のターミナル部２０ｂとを備えている。図６の二点鎖線の内側の領域が溶融ガラスＭＧの流路ＦＰであり、溶融ガラスＭＧは、発熱部２０ａを回り込むようにして流下する。
・第２実施形態の第１発熱部材１８及び第２発熱部材１９の少なくとも一方の発熱部材を、例えば、図６に示される発熱部材２０に変更することもできる。
・図６に示される発熱部材２０の発熱部２０ａの形状を、例えば、柱状や筒状に変更することもできる。
・図６に示される発熱部材２０の発熱部２０ａの形状を、例えば、柱状や筒状に変更することもできる。
・第１実施形態の発熱部材１４の発熱部１４ａは、開口率が異なる複数の流通部を有しているが、この発熱部１４ａを一定の開口率を有する発熱部に変更することもできる。第２実施形態の第１発熱部材１８の発熱部１８ａ及び第２発熱部材１９の発熱部１９ａの少なくとも一方の発熱部についても、一定の開口率を有する発熱部に変更することもできる。
・第１実施形態の発熱部材１４の発熱部１４ａにおいて、開口率が異なる流通部の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
・第２実施形態の第１発熱部材１８の発熱部１８ａ及び第２発熱部材１９の発熱部１９ａにおいて、開口率が異なる流通部の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
・第２実施形態の第１発熱部材１８の発熱部１８ａ及び第２発熱部材１９の発熱部１９ａにおいて、開口率が異なる流通部の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
・第２実施形態において、例えば、第２発熱部材１９を第１発熱部材１８と同じ構成の発熱部材に変更してもよい。また、例えば、第１発熱部材１８を第２発熱部材１９と同じ構成の発熱部材に変更してもよい。すなわち、第２実施形態において、第１発熱部材１８と第２発熱部材１９とを、溶融ガラスＭＧの流れ方向に沿って互いに同じ開口率となるように配置される発熱部材に変更してもよい。
・第２実施形態のガラス繊維の製造装置１１は、第１発熱部材１８と第２発熱部材１９との間、又はフィーダー１２と第１発熱部材１８との間にさらに発熱部材を備えていてもよい。すなわち、ガラス繊維の製造装置１１の発熱部材の数は、３つ以上であってもよい。
・第１実施形態のガラス繊維の製造装置１１において、発熱部材１４とブッシング１３とを接触させて配置してもよい。第２実施形態のガラス繊維の製造装置１１において、第２発熱部材１９とブッシング１３とを接触させて配置してもよい。
・各実施形態のガラス繊維の製造装置１１において、絶縁部材１５を省略することもできる。
１１…ガラス繊維の製造装置
１２…フィーダー
１３…ブッシング
１４，２０…発熱部材
１４ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ…発熱部
１５…絶縁部材
１８…第１発熱部材
Ａ１…第１流通部
Ａ２…第２流通部
Ａ３…第３流通部
１９…第２発熱部材
Ｂ１…第１流通部
Ｂ２…第２流通部
Ｂ３…第３流通部
ＧＦ…ガラスフィラメント
ＭＧ…溶融ガラス
Ｎ…ノズル
ＴＨ…貫通孔
１２…フィーダー
１３…ブッシング
１４，２０…発熱部材
１４ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ…発熱部
１５…絶縁部材
１８…第１発熱部材
Ａ１…第１流通部
Ａ２…第２流通部
Ａ３…第３流通部
１９…第２発熱部材
Ｂ１…第１流通部
Ｂ２…第２流通部
Ｂ３…第３流通部
ＧＦ…ガラスフィラメント
ＭＧ…溶融ガラス
Ｎ…ノズル
ＴＨ…貫通孔
Claims (9)
- 溶融ガラスを流通させるフィーダーと、
前記フィーダーの下方に配置され、前記溶融ガラスを流出する複数のノズルを有するブッシングと、を備えるガラス繊維の製造装置であって、
通電により発熱する発熱部材を備え、
前記発熱部材は、前記フィーダーと前記ブッシングとの間における前記溶融ガラスの流路に配置される発熱部を有する、ガラス繊維の製造装置。 - 前記発熱部材の前記発熱部は、前記溶融ガラスの流路を仕切るように設けられる板材から構成され、
前記発熱部材の前記発熱部は、前記溶融ガラスを流通させる貫通孔を有する、請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。 - 前記発熱部材の前記発熱部は、複数の前記貫通孔を有することで、開口率が異なる複数の流通部を有する、請求項２に記載のガラス繊維の製造装置。
- 前記発熱部材は、第１発熱部材と、前記第１発熱部材の下流側において前記第１発熱部材と離間して配置される第２発熱部材と、を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス繊維の製造装置。
- 前記発熱部材は、第１発熱部材と、前記第１発熱部材の下流側において前記第１発熱部材と離間して配置される第２発熱部材と、を含み、
前記第１発熱部材の前記発熱部と前記第２発熱部材の前記発熱部とは、前記溶融ガラスの流路を仕切るように設けられる板材から構成され、
前記第１発熱部材の前記発熱部と前記第２発熱部材の前記発熱部とは、前記溶融ガラスを流通させる貫通孔を有する、請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。 - 前記第１発熱部材と前記第２発熱部材とは、それぞれ開口率が異なる複数の流通部を有し、
前記第１発熱部材の前記流通部と前記第２発熱部材の前記流通部とは、前記溶融ガラスの流れ方向に沿って互いに異なる開口率となるように配置される、請求項５に記載のガラス繊維の製造装置。 - 前記発熱部材と前記ブッシングとは離れて配置される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガラス繊維の製造装置。
- 前記発熱部材と前記ブッシングとの間に配置される絶縁部材をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のガラス繊維の製造装置。
- ガラス繊維の製造装置を用いてガラスフィラメントを成形する成形工程を備えるガラス繊維の製造方法であって、
前記ガラス繊維の製造装置は、溶融ガラスを流通させるフィーダーと、
前記フィーダーの下方に配置され、前記溶融ガラスを流出する複数のノズルを有するブッシングと、
通電により発熱する発熱部材と、を備え、
前記発熱部材は、前記フィーダーと前記ブッシングとの間における前記溶融ガラスの流路に配置される発熱部を有し、
前記成形工程において、前記発熱部材により前記溶融ガラスを加熱する、ガラス繊維の製造方法。
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