JP2687782B2 - ガラス繊維紡糸装置 - Google Patents
ガラス繊維紡糸装置Info
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- JP2687782B2 JP2687782B2 JP26907791A JP26907791A JP2687782B2 JP 2687782 B2 JP2687782 B2 JP 2687782B2 JP 26907791 A JP26907791 A JP 26907791A JP 26907791 A JP26907791 A JP 26907791A JP 2687782 B2 JP2687782 B2 JP 2687782B2
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- JP
- Japan
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- inert gas
- glass fiber
- glass
- spinning
- nozzle
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/0203—Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices
- C03B37/0213—Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices by forced gas cooling, i.e. blowing or suction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は不活性ガス室を備えたガ
ラス繊維紡糸装置に関する。
ラス繊維紡糸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および課題】高温反応性の高いガラスを熔
融紡糸するには、不活性雰囲気にて紡糸を行う必要があ
る。このような不活性雰囲気下に製造されるガラス繊維
としては、例えば高強度、高弾性のガラス繊維として注
目されているオキシナイトライドガラス繊維、あるいは
ハライドガラス、カルコゲナイドガラスなどの繊維があ
る。特に、オキシナイトライドガラスは不活性ガス（窒
素）雰囲気中で製造する必要があり、わずかな酸素の混
入（数十ＰＰｍ）によっても物性の低下を招く。このよ
うな溶融紡糸を行うには紡糸ノズル(紡糸口)の下部を該
ノズル付近から下方に向け設けられたスカート状のケー
シングで被う。また、このようなケーシング下部の開口
は、繊維が通過するに必要な最少限の面積を有してお
り、ケーシングの内部には不活性ガスが導入される。
融紡糸するには、不活性雰囲気にて紡糸を行う必要があ
る。このような不活性雰囲気下に製造されるガラス繊維
としては、例えば高強度、高弾性のガラス繊維として注
目されているオキシナイトライドガラス繊維、あるいは
ハライドガラス、カルコゲナイドガラスなどの繊維があ
る。特に、オキシナイトライドガラスは不活性ガス（窒
素）雰囲気中で製造する必要があり、わずかな酸素の混
入（数十ＰＰｍ）によっても物性の低下を招く。このよ
うな溶融紡糸を行うには紡糸ノズル(紡糸口)の下部を該
ノズル付近から下方に向け設けられたスカート状のケー
シングで被う。また、このようなケーシング下部の開口
は、繊維が通過するに必要な最少限の面積を有してお
り、ケーシングの内部には不活性ガスが導入される。
【０００３】しかしながら、ガラス繊維の取り出し部に
前記装置を取り付けて熔融紡糸を行うと、繊維が高速で
巻き取られる際に繊維の移動に伴って惹き起こされる気
流の副次効果によりケーシング内部に大気が侵入しガラ
ス繊維の酸化を生じる。このような大気の侵入を防止す
るには大量の不活性ガスの導入が必要となり、このガス
流によってガラス繊維の走行が不安定となる。
前記装置を取り付けて熔融紡糸を行うと、繊維が高速で
巻き取られる際に繊維の移動に伴って惹き起こされる気
流の副次効果によりケーシング内部に大気が侵入しガラ
ス繊維の酸化を生じる。このような大気の侵入を防止す
るには大量の不活性ガスの導入が必要となり、このガス
流によってガラス繊維の走行が不安定となる。
【０００４】特に数十本以上の多数のガラス繊維を一度
に紡糸する場合、ブッシング装置の下部の不活性ガス室
の容量を非常に大きくする必要がある。さらに、高度の
不活性ガス雰囲気を達成するためには不活性ガス室を多
段とする必要もあり装置が大型化する。また、従来の不
活性ガス室は内部温度が不均一でありガラス繊維が均一
に冷却されず、この結果、紡糸ノズルからの熔融ガラス
の流出量が変動して繊維径のバラツキが大きい。特に、
ガラス繊維の紡糸本数が多い場合には、ガラス繊維を取
り出すケーシング下部の開口面積を大きくせざるを得
ず、開口部より大気中の酸素が不活性ガス室に侵入しや
すい。
に紡糸する場合、ブッシング装置の下部の不活性ガス室
の容量を非常に大きくする必要がある。さらに、高度の
不活性ガス雰囲気を達成するためには不活性ガス室を多
段とする必要もあり装置が大型化する。また、従来の不
活性ガス室は内部温度が不均一でありガラス繊維が均一
に冷却されず、この結果、紡糸ノズルからの熔融ガラス
の流出量が変動して繊維径のバラツキが大きい。特に、
ガラス繊維の紡糸本数が多い場合には、ガラス繊維を取
り出すケーシング下部の開口面積を大きくせざるを得
ず、開口部より大気中の酸素が不活性ガス室に侵入しや
すい。
【０００５】本発明の目的は、高温下、空気中において
反応性の高いガラス繊維の紡糸装置であって、高度のか
つ均質な不活性ガス雰囲気を達成することのできる不活
性ガス室を備えたガラス繊維紡糸装置を提供することに
ある。
反応性の高いガラス繊維の紡糸装置であって、高度のか
つ均質な不活性ガス雰囲気を達成することのできる不活
性ガス室を備えたガラス繊維紡糸装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は不活
性雰囲気下にガラスを溶融、紡糸するガラス繊維製造装
置であって、紡糸ノズルから出た繊維束を包囲する不活
性ガスパイプを有し、該パイプが紡糸されたガラス繊維
と交差する方向に不活性ガスを噴出するノズルおよびガ
ラス繊維と平行に紡糸ノズルの方向に不活性ガスを噴出
するノズルを有する不活性ガス室を備えたことを特徴と
するガラス繊維紡糸装置を提供するものである。
性雰囲気下にガラスを溶融、紡糸するガラス繊維製造装
置であって、紡糸ノズルから出た繊維束を包囲する不活
性ガスパイプを有し、該パイプが紡糸されたガラス繊維
と交差する方向に不活性ガスを噴出するノズルおよびガ
ラス繊維と平行に紡糸ノズルの方向に不活性ガスを噴出
するノズルを有する不活性ガス室を備えたことを特徴と
するガラス繊維紡糸装置を提供するものである。
【０００７】
【作用】本発明装置の不活性ガス室は紡糸ノズル下部に
ノズルから出たガラス繊維束を包囲する不活性ガス流で
作られたカーテンを形成する。このためガラス繊維の形
成に最も重要であるブッシングノズル下方数十ｍｍの領
域への酸素の混入が遮断される。また、ブッシングノズ
ル下部の雰囲気を冷却板により冷却することにより、各
ブッシングノズルから出たガラス繊維が均一に冷却さ
れ、繊維径が均一化する。
ノズルから出たガラス繊維束を包囲する不活性ガス流で
作られたカーテンを形成する。このためガラス繊維の形
成に最も重要であるブッシングノズル下方数十ｍｍの領
域への酸素の混入が遮断される。また、ブッシングノズ
ル下部の雰囲気を冷却板により冷却することにより、各
ブッシングノズルから出たガラス繊維が均一に冷却さ
れ、繊維径が均一化する。
【０００８】
【実施例】つぎに、本発明を実施例にもとづき、さらに
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【０００９】図１（ａ）は本発明装置を正面から見た概
略断面図、図１（ｂ）はその左側面からの概略断面図で
あり、オキシナイトライドガラスを溶融紡糸して長繊維
を製造する溶融炉のブッシング部およびガラスを繊維化
する不活性ガス室の構造を示す。
略断面図、図１（ｂ）はその左側面からの概略断面図で
あり、オキシナイトライドガラスを溶融紡糸して長繊維
を製造する溶融炉のブッシング部およびガラスを繊維化
する不活性ガス室の構造を示す。
【００１０】図１に示すごとく、ガラス原料を熔融する
熔融炉(図示せず)の下部に紡糸ノズル(紡糸口)３を有す
るブッシング２が設けられ、その下方に不活性ガス室１
が設けられる。該不活性ガス室１のケーシング４は、紡
糸ノズル３より紡糸されて下降するガラス繊維５の周囲
にこれを包囲するよう紡糸ノズル３付近から下方に向け
円筒状に設けられる。ケーシング４は下部にガラス繊維
５が通過する開口部６を有する。ケーシング４の外周に
はこれを冷却する冷却部７が設けられる。一方、ケーシ
ング４の内部には窒素ガスを吹き出す窒素供給部８が設
けられ、ここから１００〜３００Ｌ／分の窒素ガスを吹
き出し、不活性ガス室内への外部からの酸素の侵入を防
ぐ。
熔融炉(図示せず)の下部に紡糸ノズル(紡糸口)３を有す
るブッシング２が設けられ、その下方に不活性ガス室１
が設けられる。該不活性ガス室１のケーシング４は、紡
糸ノズル３より紡糸されて下降するガラス繊維５の周囲
にこれを包囲するよう紡糸ノズル３付近から下方に向け
円筒状に設けられる。ケーシング４は下部にガラス繊維
５が通過する開口部６を有する。ケーシング４の外周に
はこれを冷却する冷却部７が設けられる。一方、ケーシ
ング４の内部には窒素ガスを吹き出す窒素供給部８が設
けられ、ここから１００〜３００Ｌ／分の窒素ガスを吹
き出し、不活性ガス室内への外部からの酸素の侵入を防
ぐ。
【００１１】ケーシング４内部の上方、すなわちブッシ
ング２の直下にはガス吹き出し口を有する不活性ガスパ
イプとしてステンレス製の窒素パイプ９が設けられる。
窒素パイプ９は、図２に示すごとく、各々上方および側
方に向け窒素ガスを噴出する直径約１ｍｍの上方噴出ノ
ズル１０および側方噴出ノズル１１が各々５ｍｍピッチ
で配列される。このため、図３に示すごとく窒素パイプ
９の側方からケーシング４の内方に向け水平に噴出する
窒素ガスと窒素パイプ９上面から上方向に流れる窒素ガ
スにより、紡糸ノズル面と窒素パイプ９で囲まれた空間
は、パイプ９からの高純度窒素ガスにより満たされた状
態となり、不活性ガス室１下部の開口部６から酸素が混
入しても、これらの空間には侵入できない。したがっ
て、ブッシング２の直下部が大気と完全に遮断されて不
活性雰囲気に保持される。この装置で窒素パイプ９に６
０Ｌ／分以上の窒素ガスを流した場合に図１（ａ）
（ｂ）中Ａ点の酸素濃度を測定すると、開口面積が５０
０ｍｍ2で酸素濃度は２５ｐｐｍ以下であった。
ング２の直下にはガス吹き出し口を有する不活性ガスパ
イプとしてステンレス製の窒素パイプ９が設けられる。
窒素パイプ９は、図２に示すごとく、各々上方および側
方に向け窒素ガスを噴出する直径約１ｍｍの上方噴出ノ
ズル１０および側方噴出ノズル１１が各々５ｍｍピッチ
で配列される。このため、図３に示すごとく窒素パイプ
９の側方からケーシング４の内方に向け水平に噴出する
窒素ガスと窒素パイプ９上面から上方向に流れる窒素ガ
スにより、紡糸ノズル面と窒素パイプ９で囲まれた空間
は、パイプ９からの高純度窒素ガスにより満たされた状
態となり、不活性ガス室１下部の開口部６から酸素が混
入しても、これらの空間には侵入できない。したがっ
て、ブッシング２の直下部が大気と完全に遮断されて不
活性雰囲気に保持される。この装置で窒素パイプ９に６
０Ｌ／分以上の窒素ガスを流した場合に図１（ａ）
（ｂ）中Ａ点の酸素濃度を測定すると、開口面積が５０
０ｍｍ2で酸素濃度は２５ｐｐｍ以下であった。
【００１２】さらに、ケーシング４内部のパイプ９の周
囲には水冷板１２が設けられ、紡糸ノズル３の直下部の
雰囲気を冷却する。この水冷板１２により不活性ガス室
内は紡糸ノズル面からの温度勾配が大きくなる。またパ
イプ９から側方に向けて吹き出すガス流により不活性ガ
ス室内の温度のバラツキが小さくなる。これらによりガ
ラスの繊維化が容易になり、ガラス繊維の繊維径のバラ
ツキが小さくなる。また、窒素パイプ９、水冷板１２を
上下に独立して移動できるようにすることにより、熱的
物性（温度−粘度）の異なる組成のガラスに対しても対
応することができる。
囲には水冷板１２が設けられ、紡糸ノズル３の直下部の
雰囲気を冷却する。この水冷板１２により不活性ガス室
内は紡糸ノズル面からの温度勾配が大きくなる。またパ
イプ９から側方に向けて吹き出すガス流により不活性ガ
ス室内の温度のバラツキが小さくなる。これらによりガ
ラスの繊維化が容易になり、ガラス繊維の繊維径のバラ
ツキが小さくなる。また、窒素パイプ９、水冷板１２を
上下に独立して移動できるようにすることにより、熱的
物性（温度−粘度）の異なる組成のガラスに対しても対
応することができる。
【００１３】なお、ブッシングのノズル数が６０本の場
合、ガラス繊維製造の運転開始時、ガラス滴を自由落下
させる際には開口部６は約５００ｍｍ2を必要とする。
パイプ９の設けられていない装置を用いて図１中Ａ点の
酸素濃度を測定すると、図４に示すように開口面積が３
００ｍｍ2を超えると急に酸素濃度が高くなり、充分な
窒素雰囲気は達成されない。
合、ガラス繊維製造の運転開始時、ガラス滴を自由落下
させる際には開口部６は約５００ｍｍ2を必要とする。
パイプ９の設けられていない装置を用いて図１中Ａ点の
酸素濃度を測定すると、図４に示すように開口面積が３
００ｍｍ2を超えると急に酸素濃度が高くなり、充分な
窒素雰囲気は達成されない。
【００１４】本発明の装置を用いて紡糸を行うには、ブ
ッシング２に熔融ガラスを満たし、これを紡糸ノズル３
より導き出してガラス繊維５とする。これを不活性ガス
室１にて冷却した後、ワインダー（図示せず）により巻
き取る。不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴ
ンなどが用いられ、ガス室内は外部に対して加圧である
のが好ましい。
ッシング２に熔融ガラスを満たし、これを紡糸ノズル３
より導き出してガラス繊維５とする。これを不活性ガス
室１にて冷却した後、ワインダー（図示せず）により巻
き取る。不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴ
ンなどが用いられ、ガス室内は外部に対して加圧である
のが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】本発明装置では不活性ガス室に高度の不
活性ガス雰囲気を形成することができ、高温空気中にて
反応性の高いガラス繊維が酸化されることなく紡糸がで
き高い繊維強度が維持される。また繊維径のバラツキの
小さな均一なガラス繊維の製造が可能となった。多数本
（数百本）のガラス繊維も比較的小さな装置により製造
できる。
活性ガス雰囲気を形成することができ、高温空気中にて
反応性の高いガラス繊維が酸化されることなく紡糸がで
き高い繊維強度が維持される。また繊維径のバラツキの
小さな均一なガラス繊維の製造が可能となった。多数本
（数百本）のガラス繊維も比較的小さな装置により製造
できる。
【図１】本発明装置の一具体例の概略断面図である。
（ａ）は正面からの、（ｂ）は左側面からの概略断面図
である。
（ａ）は正面からの、（ｂ）は左側面からの概略断面図
である。
【図２】本発明装置の窒素パイプの説明図である。
【図３】本発明装置の不活性ガス室の上部の概略断面図
である。
である。
【図４】図１中のＡ点の酸素濃度を示すグラフである。
１ 不活性ガス室 ２ ブッシング ３ 紡糸ノズル ４ ケーシング ５ ガラス繊維 ６ 開口部 ９ 窒素パイプ １０ 上方噴出ノズル １１ 側方噴出ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 不活性雰囲気下にガラスを溶融、紡糸す
るガラス繊維製造装置であって、紡糸ノズルから出た繊
維束を包囲する不活性ガスパイプを有し、該パイプが紡
糸されたガラス繊維と交差する方向に不活性ガスを噴出
するノズルおよびガラス繊維と平行に紡糸ノズルの方向
に不活性ガスを噴出するノズルを有する不活性ガス室を
備えたことを特徴とするガラス繊維紡糸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26907791A JP2687782B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ガラス繊維紡糸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26907791A JP2687782B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ガラス繊維紡糸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578143A JPH0578143A (ja) | 1993-03-30 |
| JP2687782B2 true JP2687782B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=17467346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26907791A Expired - Lifetime JP2687782B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | ガラス繊維紡糸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687782B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116081940A (zh) * | 2023-02-02 | 2023-05-09 | 重庆国际复合材料股份有限公司 | 一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP26907791A patent/JP2687782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578143A (ja) | 1993-03-30 |
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