JPH02311325A - ガラスファイバーの製造用ブッシング - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明のガラスファイバーの製造用の多数の独特なノズ
ルすなわち突出オリフィス（以下においで「チップ１と
称する）を有する新規なブッシング組立体に関する。さ
らに詳しくは、本発明は有限の側辺を有する多角形の形
状の断面を有するチップから丸いガラスファイバーを製
造するためのブッシングに関する。さらに詳しくは、正
方形のチップの列が互いに平行に配列されて一体的に形
成されたリゾによってともに連結されてチッププレート
の曲げ剛性および高温の熱的クリープに対する抵抗力を
増大させるようになされている実施態様に関する。

従来技術、および発明が解決しようとする課題近代的な
技術を利用してガラスファイバーを形成する際に、通常
プラチナまたはパラジウムおよびこれらの合金のような
貴金属によって構成されたブッシングとして知られる電
気加熱容器が使用される。溶融ガラスがブッシング内に
供給されて通常ブッシングの底部を形成するチッププレ
ートと普通称されるものに支持される多数のチップを通
って流出されるのである。チップを流過するガラスの流
れは通常チッププレートの上方にある溶融ガラスによっ
て与えられる流体静力学的圧力により駆動される。若干
の場合には、空気のような加圧ガスをガラスの上に与え
ることによってこの流体静力学的ヘッドを予備加圧する
のが望ましい。

著しい量の熱が通常のガラスファイバーのブッシングの
チッププレートの表面に発生される。ガラスがチップを
出る時に、冷却を行う同じ機構、すなわち自然の対流お
にびフィン冷Ｍｌ器を配＠１゛ることにより増大された
放射熱伝達によってまた一部分チツブプレートに生じる
若干の熱を除去するのである。これにも拘わらずチップ
プレートはその構造的な完全性を保ちながらなお１０９
３℃（２０００下）を充分超えた温磨に耐えることがで
きな（プればならない。チップを通るガラスの流れに対
する駆動力を保持するのを助ける上述の流体静力学的ヘ
ッドはまたチッププレートに対して連続的な負荷を与え
る。成形を行うのに利用される高温においては、この負
荷は熱的クリープを生じさせ、チッププレー１−の表面
の酷い弛みを生じさゼる恐れがある。このことは通常ブ
ッシングの有効寿命を制限する。

チッププレートを構成するのにプラチナ合金を使用する
場合に生じる他の難点は、特定の合金上のガラスの濡れ
角が、溶融ガラスがチップの外面に耐着し、または外面
を濡らす傾向を生じるようになることである。このよう
な濡れは流れの形状で１つのチップから排出されるガラ
スが拡がって、隣接するチップのガラスと合流する程に
なる恐れがあ゛る。このことはさらに細くすること（ａ
ｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　）を不可能にし、処理を再始動
させ得るためにガラスがチッププレートから清掃除去さ
れなければならないのである。商業的な生産においては
、このような中断は「ブレークアウト」と称され、その
発生頻度は処理能率を高く保持するために最少限に保た
れなければならないのである。

近年に至り、製造ブッシングの寸法は１２００．１８０
０および４０００またはそれ以Ｆのように多数のチップ
を支持するチッププレートが普通便用される程に増大さ
れて来た。不幸にして、熱的クリープに関連する変形お
よびト述のブレークアウトの問題を生じる濡れはさらに
重大になって来た。粒子安定化プラチナ合金（（ｌｒａ
！ｎ　５ｔａｂｉ　ｌ　ｉｚｅｄｐｌａｔｉｎｌｌｍ　
ａｌｌｏｙ）がクリープに抵抗Ｊるのを助（）るために
開発され、通常の貴金属合金に少量のイリジウムまたは
ルテニウムを附加することがまたチップブレー１〜の強
度を改善゛Ｃきることを示している。

さらに、高価な貴金属の著しい設備投資がブッシングを
作るために必要であるから、クリープによる弛みに関連
する問題を最少限にして使用される貴金属の量を減少さ
せるためにチッププレートに収容できる単位面積当り（
ｐｅｒ　５ｑｕａｒｅ　１ｎｃｈ　）のできるだり多数
のチップを製造するのが有利である。ここに説明された
単位面積当りのチップづなわちオリフィスの数は以下に
おいてチッププレートの［詰込み密度Ｊ　　（ｐａｃｋ
ｉｎｇ　ｄｅｎｓｉｔｙ　）として示される。

従来技術はチップを完全に省略してこれらの代りにガラ
スの流れを受入れる多数の孔またはオリフィスを有する
平らな穿孔板に置換えることによってブッシング構造に
使用される貴金属の量を減少させる１つの方法を教示し
ている。不幸にして、オリフィスの詰込み密度が増大す
ると、穿孔板の有効な弾性および可塑性定数が減少して
同じ流体静力学的ヘッドでも同じ寸法の通常のチッププ
レートにおいて生じるよりもさらに大なる変形を生じる
ようになるのである。

この設訓に関する伯の主な欠点゛は、ガラスが板の底部
を濡らす強い傾向を有することである。このことに打勝
つには、交叉する溝を互いに直角にオリフィスの間に切
削することができる。このことは板の下面を横切ってガ
ラスが動くのを制限し、これによって１つのオリフィス
から出るガラスと他のオリフィスから出るガラスとの合
流を阻止する。

オリフィスとしてチップを使用するブッシングにおいて
は、チップの壁厚にＪ：って実際上可能なよりも層さら
に大ぎい狸論的最大詰込み密度に物理的に制限されるの
である。このことはチップの間のピッチすなわち間隔が
益々小さくなされて１つのチップにおけるブレークアウ
トが溶融ガラスのチッププレート表面を横切る拡散また
は溢流を生じさせて処理を中断１“る恐れを生じる時に
制限しきい値に到達するからである。円錐形またはテー
パーを付されたチップがこの難点に打勝つために開発さ
れた。何故ならばそれぞれのチップから流出するガラス
により濡らされる面積がチップの底面に理論的に制限さ
れるからである。しかし、これらのチップが互いに接近
し過ぎるような間隔に配置される時でも、ガラスはチッ
プの間の凹部に毛細管作用によって流入して再び成形］
′稈を破壊させるのである。

それにも拘わらず、円形゛断面を有する丸い円錐形の円
筒体の形状に個々のチップを製造するのが工業的な通常
の実施方法であった。これらの例は１９７３年にニュー
・］−りで１ルセヴイア・サイエンティフィック・パブ
リジング・カンパニーにより発行されたケイ・Ｔル・ロ
ウエンスティンによる「連続的ガラス゛ノアイバーの製
造技術」と題する書物の９４−９５頁に記載されている
。また丸いファイバーの製造が通常丸い断面を有するチ
ップから作られるように通常図示されていることが特許
おにび和学文献に見られるのである。

従って、熱的クリープ、熱の除去および溢流に関連する
問題を最少限にして、ブッシングの構成、特に数千のチ
ップを有する大きいブッシングの構成に使用される貴金
属の量を減少させる要求があるのである。本発明はこれ
らの要求の若干に対する解決方法を提供するものである
。

本発明によって、多数の補強リブによって相互連結され
、また一体内に形成された多数のチップを有するガラス
ファイバーブッシングが提供される。リブはチッププレ
ートの幅に平行に位置して￥Ｒ構造的個々のチップを組
込んでいて、これによって曲げ剛性および高温の熱クリ
ープに対する抵抗を増大するようになっている。チップ
自体は丸い断面を有する通常のチップになすことができ
、またはチップは実質的に規則正しい有限の側辺を有す
る多角形の形状になし得る。これらの多角形は三角形、
正方形、五角形、六角形、七角形および六角形の形状を
含んでいる。また、直角三角形および菱形のような不規
則多角形断面を有するチップも企図されているのである
。溶融ガラスがこれらの形状の何れかを有するチップか
ら出る時にガラスは充分に粘性が小さく、その表面張力
がそれぞれの溶融ガラスの流れを実質的に円形断面にす
る傾向を有する。従ってファイバーの丸みの不均一性は
溶融ガラスの冷却および固化の前に表面張力によって是
正されるのである。

従来は非円形チップは非円形断面形状を有するファイバ
ーを製造する時にだけ使用されていた。

例えば、米国特許第４，６３６．２３４号は三層葉形（
ｔｒｉ　１ｏｂａｌ　）の形状のファイバーを製造する
ために三層葉形オリフィスを含むチッププレートを開示
している。米国特許第４，６２２．０５４号および米国
特許第４．７５９．７８４号はとｂに別の形状およびそ
の製造方法を開示している。

これらの文献はまた非円形ノ１イバーを製造するために
はガラスをチップを通して強制流動させるために著しく
高いブッシングの予備圧力が使用されなければならない
ことを教示している。また、ガラスの表面張力が丸い断
面を有するファイバーに凝集する傾向を与える前にガラ
スの急冷が行われな！ｌればならない。さらに、この物
理的現象がこの技術分野にて長らく公知であり、上述に
て示されたような方法がこれを回避するために開発され
ていたが、非円形のチップから丸いファイバーを製造す
るために上述の作用を活用することは決して周知ではな
かったのである。以下に示されるように、上述の作用を
活用することによって若干の利点が得られるのである。

使用されるチップの幾何学形状に関係なく、本発明はま
た通常の設計を有するチッププレートよりも長い、熱的
クリープによる変形に抵抗できる増大された強度を有す
るチッププレートを提供できるのである。

従って本発明の目的は、高温における熱的クリープによ
り生じる変形に抵抗するようにガラスファイバーブッシ
ングのチッププレートを強化することである。

本発明のさらに他の目的は、チッププレートの構造的完
全性を保持または増大させて単位面積当りのガラスの流
れすなわち排出量を増大させるようにガラスファイバー
ブッシング組立体のチッププレートに与えられるチップ
の詰込み密度を増加することである。

本発明のさらに他の目的は、ガラスファイバーブッシン
グ組立体のチッププレートに生じるチップの詰込み密度
を増加させるために非円形グーツブを使用することであ
る。

課題を解決するための手 上述の目的は特許請求の範囲に限定されるようなガラス
ファイバー１！Ｊ造用１ツシングを提供することによっ
て解決される。

１厘１ 本発明の上述およびその他の目的は添付図面を参照して
以下に詳細に説明される。

さて図面を参照し、第１図および第２図はガラスフアイ
バーを製造するための通常の連続的な直接引抜き方法（
ｄｉｒｅｃｔ　ｄｒａｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　）を示すが
、溶融ガラスはブッシング組立体１の頂部に供給され、
多数のチップ２から排出されて個々のガラス円錐体を形
成し、次にこれらのガラス円錐体が冷却され、巻上げ装
置３ににって細くされて個々のガラスファイバー４にな
されるのである。個々のファイバー４は塗布装置５に接
触させられて、化学剤すなわちバインダーを被覆される
。次にファイバー４は通常溝付きリムを有する輪体の形
状の収集シュー７によって単一の索６に纏められる。

次にこの索６は回転螺旋体８の上に巻かれて適当に附勢
された巻上げ装Ｍ３によって回転される厚板形成管９上
に巻付けられる。この巻上げ装置は形状管９、螺旋体８
の何れかま１＝はこれらの両省を回転軸線に沿って前後
に往復運動させ、螺旋体８上を通過する索６が形成管９
の長さに沿ってこれ必の上に載置されるようになされる
。冷却フイ・ン１０が隣接するチップ２の列の間に配置
され、それぞれの′ツインの一方の端部がマニノオルド
１１に取付（プられ、このマニノオルドを通し一〇水の
ような冷却流体が推進されるようになっている。

フィン１０は個々のガラス円錐体からの放射熱を吸収し
てこれをマニフオルド１１に導き、ここから熱が冷却流
体によって除去されるようになされるのである。フィン
はまたチッププレート１３によって放射される若干の熱
を除去する。

第３図および第４図はそれぞれ通常のブッシング１の立
面図および頂部平面図を示す。ブッシング１の頂部はガ
ラス供給源と接触させられる。この供給源は直接溶融炉
の前床＜　ｒｏｒｅｈｅａｒｔｈ）となずことができ、
これの中でガラスが直接に前床の長さに沿って流れてブ
ッシングに流入するのである。上述のロウエンスティン
の６１−６６頁は通常のガラスファイバーの直接溶融前
床装置を説明していて、ブッシングが取伺番プられた前
床の若干の形態を示している。特に６６真において、若
者は通常の前床に対するブッシングの取付【ノを示して
いる。同書物の８９−１００頁には通常のガラスファイ
バーブッシングおよびファイバー引抜き　２０一 方法に対するその関係が説明されている。使用できる変
形供給装置はガラスが固体の椀体（ｓｏｌｉｄｍａｒｂ
ｌｅ）の形態で特別のブッシングに供給されるようにな
されているものである。この椀体は直接ブッシングの内
側で溶融されて得られたガラスがブッシングの底部に配
置される多数のチップを通して供給されるようになされ
る。この型式のブッシングは上述のロウエンスティンの
１０２−１０４頁に示されている。

２つの４部すなわちターミナル１２ａおよび１２ｂが設
けられて電流をブッシング１を通してこのブッシングお
よびチッププレート１３を加熱するようになされている
。このブッシングは７ランジ１５から懸架されて他端部
で通常溶接によりチッププレート１３に取付１ノられる
４つの側壁１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄを有す
る。

ブッシング１は開放された頂部を有し、側壁およびチッ
ププレートが上述のように前床または塊体Ｆａｕｌｔブ
ッシングの上部から流れて来る溶融ガラスを収容する空
所を形成するようになっている。スクリーンのないブッ
シングし使用できる【ノれども、スクリーン１６が設【
プられて、ガラス内に運ばれて来る小さい粒子砕片がチ
ッププレート１３に達するのを阻止するようになＪこと
ができる。

チッププレート１３は相互おにびチッププレートの短軸
に平行な少なくとも２つの列の群１７の形状に配列され
た多数のチップ２を支持している。

これらの群１７は通常マニフォルド１１によって支持さ
れた個々のフィン１０を配置できるのに充分な幅の空間
によって離隔されている。（フィン１０およびこれに組
合されるン二）Ａルビ１１は当業者によってともに全体
をフィン冷却器と称されている。） 第５図を参照し、丸いガラスファイバーを＠造するため
に本発明によって企図された若干の個々のチップ２が斜
視図で示されている。例えば、正三角形５ａ、正方形５
ｂ、五角形５Ｃ１六角形５ｄおよびへ角形５ｅは総て等
しい長さの側辺を有する正多角形の形状である。正多角
形がこれのそれぞれの頂点に１２Ｆ　する円によって囲
まれることができることは正多角形の性質である。正多
角形が望ましいりれども、このことは本発明が不規則多
角形の使用を無視していることを意味するものではない
。例えば、直角三角形の形状の断面を有するチップも正
三角形のものと同様に企図されているのである。等しい
か、または等しくない長さの４つの側辺を有し、平行四
辺形または菱形の形状に形成されたチップも正方形のチ
ップと同様に同じく企図されているのである。

本発明を実施するに際し、第５図の正方形チップ５ｂは
最も望ましい実施例であって、第６図にはこれらのチッ
プが最も望ましい配向状態で示されている。チップは、
対角線がチッププレート１３の長軸および短軸に平行に
位置して隣接する列のチップが相互にＵい違いに位置す
るように配向されるのである。このような配列は隣接す
る列の間のピッチ１８および同じ夕１］内の隣接Ｊるチ
ップの間のピッチ１９を最小になすのである。　　。

第７図は第６図の線７−７に沿う同じ列の互いに隣接す
る２つのチップの断面図を示す。チップ２は上述のロウ
エンスティンの９５−９７頁に記載されているような冷
間引抜ぎまたは圧印方法（ｃｏｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅ
ｓｓ　）によってチッププレート１３と一体的に形成さ
れるが、ここに記載された伯の技術も利用できる。それ
ぞれの頂部２の基部に近い胸部２０もまた通常冷間引抜
き方法の結果として形成されるのである。第８図は第６
図の線８−８に沿うチップの断面図を示Ｊ０第９図はチ
ップ２が長軸の下方から大体第３図の線９−９内にで見
られるようにしてチップの斜視図を与えることによって
チップ２の間の関係をさらによく示している。

既述のブッシングはプラチナ、ロジウム、パラジウムお
よびこれらの合金のような貴金属によって構成されてい
る。広く使用されて来た典型的な合金は重量で約８０％
のプラチナおＪ：び２０％のロジウムを含んでいる。時
には、強度およびクリープ抵抗が主な設計トの特徴にな
るような場合には、粒子安定化プラチナおよび粒子安定
化プラチナ合金が使用されて来た。伯の合金は、プラチ
ナおよび強度を増加させるｌこめに少量のイリジウムま
たはルテニウムを含むプラチナ−ロジウム合金を含んで
いた。金もまたガラスの濡れ特性を局部的に変化させる
ために時々使用されていた。　　　　゛通常のチッププ
レートの製造に際しては、先ず適当な貴金属合金のシー
１〜がダイとともに適当な圧延機を通される。シートが
圧縮される時にダイは、チップが作られるそれぞれの位
置で引続く凹みを作る。次の工程で、流体圧作動パンチ
プレスおよび雄ダイが使用されて−・連のピンをチップ
プレートの材料を通して雌ダイ内に押込むようになされ
る。金属合金は塑性的に変形されてピンおよびダイの間
の間隙内に流入１ノ、これによってチップ２の壁部およ
びその基部の肩部すなわちフィレット２０が形成される
のである。この冷間引抜きすなわち圧印方法は上述のロ
ウエンスティンの９５−９７頁にさらに詳しく記載され
ている。

本発明の場合には、補強リブが上述の最初の圧延作業の
間に形成されるのである。唯１つの異なる点は圧延ダイ
か修正されてチップを位置決めずるのに使用される凹み
が作られるのと同時にリブが形成されるようになされて
いることである。その他の作業は、パンチプレス作業に
使用される雌ダイがチッププレートの隆起リゾを収容す
るように修正されている以外は同じである。

リブ２１は第１０図および第１３図に示されるように断
面が三角形であるのが望ましいが、他の断面も可能であ
る。リブの基部は大体チップの肩部２０の最も広い幅よ
りも僅かに小さいが、製造工程で使用されるダイの実際
の寸法に関係して僅かに大きくなすこともできる。リブ
の高さは何れの位置でもチッププレートの表面からチッ
プの出口の僅かに下方の距１！Ｉまで伸長している。

第１０図はチップ２およびリブ２１がチッププレートの
下方から見られるような斜視図を作られることによって
チップ２およびリブ２１の関係を示している。

本発明を実施するには、正方形チップの使用が最も望ま
しい実施例であるが、一体向に、形成されたリブを有す
る通常の丸いチップもまた使用されることができる。正
方形のチップが望ましいことは以下にさらに詳しく説明
される。

第１１図は上述のリブ２１の構造とともに最も望ましい
配向位置に配列された正方形のチップを有するチッププ
レートの底部平面図である。これらのチップは第６図の
チップと同様な状態に配向されて、隣接する夕１」の間
のピッチ１８および同じ列の隣接するチップの間のピッ
チ１９が最小になされている。

第１２図は第１１図の線１２−１２に沿う同じ列内の互
いに隣接する２つのチップの断面図を示している。既述
のように、それぞれのチップ２の基部に近い肩部２０は
通常チップを形成するために使用される冷間引抜き方法
によって得られるのである。

第１３図は第１１図の線１３−１３に沿う２つのチップ
の断面図を示し一〇いる。ここで、リブ２１の作用をさ
らに明瞭に見ることができる。リブはチッププレートの
慣性曲げモーメントおよび剛性を増大させるけれども、
リブはまた曲げ応力がさらに大なる断面積にわたって均
一に分布され、これによって応力の強さおＪ：びクリー
プ速度（ｃｒｅｅｐ　ｒａｔｅ）を他の場合Ｊ：りも低
下させるのを可能になす。

第１４図は第１１図の線１４−１４に沿うチップの断面
図を示す。

ブッシングの作動に際し、溶融ガラスがそれぞれのチッ
プから大気中に出る時に、ガラスの流れは細くなってガ
ラスの円錐体を形成し、この円錐体からファイバーが引
出されるのである。細くなる程度は温度に著しく関係す
るガラスの粘性によって決定される。細径化工程ににり
円錐体に生じる引張り力は著しく粘性に関係する。表面
張力はまた円錐体の周囲にわたる力の伝達に寄与する。

ここで説明された型式の非円形のチップは丸いファイバ
ーを製造するのに使用できる。何故ならば排出されるガ
ラスが甚だ低い粘性を有するチップの出口付近で表面張
ノコがガラスの表面を収縮させるから、ガラスが最初チ
ップと実質的に同じ断面で排出されても、円形断面を有
するようになされるからである。このような表面張力は
、高温で排出されるガラスが実際上連続的な流れとして
流れるのでなくビードまたは滴状体に凝集される程甚だ
強力である。低温にて、この流れの挙動は増　。

加される粘性によって大きく支配され、表面張力の作用
が比較的著しくなくなるのである。このことは非円形の
ファイバーが望まれる場合に非円形チップから排出され
るガラスを迅速に急冷して表面張力がガラスを凝集させ
る時間を持つ前に迅速に粘性を増大させることによりガ
ラスの形状を「凍結」させる必要があることの理由であ
る。

また非円形チップの使用が成形工程の安定化を有利にし
、またブレークアウトの頻度およびチッププレートの溢
流を生じる傾向を減少させるのを助けると信じられてい
る。チップの直接近辺において、流れが周囲の大気中に
排出される時の流れの不規則表面は、流れの断面が円形
である場合には生じないような対流および放射熱に対す
る増大された局部的な面積部分を与えるのである。この
ような局部的な冷却は残余の流れの部分よりも僅かに大
なる粘性を有するガラスの縦通材づなわちリボンを生じ
させる。このような作用が円錐体およびファイバーの成
形を安定化するのを助（）るとともに流れが表面張力に
よって凝集されるようになすものと信じられている。

冷却の全体的増大はまたチップに直接隣接するガラスの
円錐体の表面積対容積比の増加によって生じるのである
。ガラスがチップと実質的に同じ断面で排出されると仮
定すれば、容易に得られる公式を使用してチップの出１
」付近における周囲長および断面積の両方を計算できる
。周囲長および、　断面積の比がガラスの円錐体の部分
の表面積対容積比に等しいことが示されることができる
。大なる表面積Ｗ対審積比は、小さい表面積対容積比を
有するチップから出て来る流れよりもさらに大なる流れ
の表面積が露出されて冷却のために役立つことを意味す
るのである。丸いチップから出るガラスは最も小さい表
面積対容積比を有し、従って最も非能率な冷却を受ける
。このことは本明細書の以下の説明から明らかになる。

有限の側辺の実質的な正多角形または不規則な変形形状
の非円形チップを使用することは本発明のチップの詰込
み密度の増加、従ってざらに良好なチッププレートの可
能な表面積の利用を与えるとともにここで説明された一
体的に形成されたリプの構造はチップの曲げ剛性を増加
させ、従って熱的クリープによる変形の影響を減少させ
るのである。

チップまたはその他の丸い対象物を互いに最も密に接触
させてチップの間の隙間面積部分を最小にするための最
も良好な配列はチップを互い違いの状態に配置してその
中心を結ぶ線が正三角形を形成するようになすことであ
る。この三角形はチップの円形断面の半分プラス円形断
面に含まれない隙間面積に等しい面積を完全に包囲する
。外径りのチップを考え、肩部２０および有限の壁厚の
影響が無視できると考えて、隙間面積は前述の正三角形
の断面積（ｆ厄−Ｄ２／４）およびチップの断面積の半
分の間の差に等しい。三角形内に含まれる全断面積の％
で表わＪと、この含まれない面積は全体の５２％である
。もしチップが正方形または何等かの他の正多角形の形
状である場合には、この無駄な面積は全体的に省略され
る。何故ならばチップは理論的に互いに完全な接触状態
に配列されることができるからである。

本発明において説明されている非円形チップの使用はま
た円形チップに関係して寸法決めされる方法によってチ
ップの詰込み密度を増加させる。

この寸法決めは内径りを有する円形チップによって与え
られるのと同じ内部断面積を得るように非円形チップの
特性寸法を決定Ｊることによって行われる。例えば、等
しい長さ１−の４つの側辺を有する正方形の場合、円形
チップによって与えられるπＤ２／４の同じ流路面積が
、Ｌがにｉ　Ｄ　／　２すなわち約０．８８６Ｄに等し
い場合正方形のチップにて得られるのである。Ｄを丸い
チップの内径、Ｎを等価的な断面積を有する多角形の側
辺の数、およびＬをそれぞれの側辺の長さであるとして
、次の公式 ％式％） を使用することにより正多角形の形状の断面を有する他
のチップの寸法を決めるのは簡単なことである。

表■は上述の等式を使用して得られた比Ｌ／Ｄ、円に対
する多角形の周囲比（このことは熱伝達のために得られ
る表面積の増加を反映する）および結果を無次元にする
ための基準円りの直径を桑じた既述の表面積対容積比を
示している。

Ｋユ 表面積対 １立１　■　　Ｌ／Ｄ　　　周囲比　　容積比３　三角
形　　１．３４７　　１．２８６　　５．１４４４　正
方形　　　、８８６　　１．１２８　　４．５１２５　
五角形　　　、６７６　　１．０７５　　４．３００６
　六角形　　　、５５０　　１．０５０　　４．２００
７　七角形　　　、４６３　　１．０３６　　４．１４
４８　六角形　　　、／１０３　　１．０２７　　４．
１０８Φ　　　　円　　　　　　　　−−１，０００４
，０００多角形の側辺の数が増加する程その周囲は円周
に近づくことは明らかである。しかし注目すべきことは
、正三角形の形状になされたチップが丸いチップよりも
２８．６％も多い熱伝達のための露出面積を有すること
である。従って、三角形チップは丸いチップよりも優れ
ているように見える。

しかし、このものは本発明の望ましい実施例ではない。

何故ならば最大詰込み密度が正方形断面を有するチップ
によってしか得られないからである。

このことは正４５°三角形の形状のチップが２つに分割
された正方形に過ぎないらのであり、また六角形が６つ
の正三角形を集めたものに過ぎないことを考えれば明ら
かである。

正方形チップを使用して得られるチップの詰込み密度９
改善は１つの例によって丸対正方形チップの利点を比較
することによってさらに明らかになる。それぞれのチッ
プがチッププレートからチップの出口までを測定して３
．．０５ｍ＋＋（０，１２０ｉｎ）の長さを有すると仮
定する。ざらに、それぞれのチップが０．２５４ｍ、（
０，０１０ｉｎ）の程度の均一な壁（１を有するものと
仮定する。実際上、壁厚は円錐形に附形されたチップに
関して既に述べたようにガラスが渦流するのを阻止する
ために通常頂部から底部に向ってテーパーを付されてい
る。１．９０５＃（０，０７５ｉｎ）の内径を有する丸
いチップはガラスの流れを収容Ｊるために ２、８５ｘ　１０　　ｃｍ　　（４，４２Ｘ　１０−３
ｉｎ２）程度の断面積および約６．１ｃｍ　（０，２４
ｉｎ）の内周を有する。断面積に対する周囲長の比、す
なわち表面積対容積比は２．０９ｍ　　（５３ｉｎ−１
＞の程度である。同じ断面積が大体１．６８８Ｍ（０，
８８６Ｘ０．０７５ずなわち大体０．０６６５ｉｎ）に
等しい内側寸法を有する正方形チップによって与えられ
ることができる。周囲長はこの１法の４倍すなわち６．
７５６ｍ（，２６６ｉｎ）に等しい。こ゛の場合の表面
積対審積比は大体２．３６２ｍ　　（６０ｉｎ”）　で
ある。

壁厚を考慮に入れて、丸いチップは２．４１３ｍ（０，
０９５ｉｎ）の側辺寸法を有する正方形内に接して描か
れることができ、従って約５．８×１０−２０−２ｔｒ
ｒ　９　Ｘ　１０−３ｉｎ２）の面積を占める。

この数の逆数が詰込み密度であって、この場合的１７．
０５チップ／ｃｍ２（１１０チツプ／１ｎ２）である。

同じ断面積を与える正方形チップは僅か２．１９７ｍｍ
（０，０８６５ｉｎ）の側辺寸法おＪ、び４．８２５ｘ
ｌＯ−２傭２（７，４８ｘ１０−”１ｎ２）の断面積を
占めるのである。このことは約２０．６１５チップ／ｃ
ｍ”（１３３チツプ／１ｎ２）の詰込み密度を与える。

これらの計算は通常の円形の幾何学形状のチップを使用
して得られるより６１つのチップ当り大体１６．８％少
ない全面積を使用して同じ容積流率が達成できることを
示している。

本発明は若干の実施例を参照して説明されたが、特許請
求の範囲に限定された以外に本発明を制限する意図はな
い。前述の総ての実施例は単に図解的な目的で示された
ｂので、本発明の範囲を制限するように企図されたもの
ではない。

発明の効果 本発明は上述のように構成されているから、多数の補強
リブによって相互連結され、また・一体向に形成された
多数のチップを有し、熱的クリープ、熱の除去および溢
流に関連する問題を最少限にして単位面積当りのガラス
の流れを増大させ、またブッシングの構成に使用される
貴金属の量を減少させてガラスファイバーブッシング組
立体のチッププレートに与えられるチップの詰込み密度
を増加されたガラスファイバーブッシングが提供される
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はブッシング、塗布装置および巻上げ装置を示す
通常のガラスファイバー形成方法を示す概略的図面。 第２図はブッシング、これに組合されるフィン冷却器、
個々のチップおよびこれから出るファイバーを示す斜視
図。 第３図は通常の８００のチップを有する製造ブッシング
の前両立面図。 第４図は線４−４に沿う第３図のブッシングの頂部平面
図。 第５図は丸いファイバーを製造するのに使用できる秒々
の非円形チップの斜視図。 第６図は最も望ましい配向位置に配列された正方形チッ
プを有するチッププレー１・の底部平面図。 第７図は第６図の線７−７に沿う隣接するチップの断面
図。 第８図は第６図の線８−８に沿う隣接するチップの断面
図。 第９図は第６図に示されるチッププレートの底部の部分
の拡大斜視図。 第１０図は第９図に示されたのと同じチッププレートの
、一体向に形成されたリブによって補強された正方形チ
ップの使用を示す拡大斜視図。 第１１図は第１０図に示されたチッププレートの、最も
望ましい配向状態に配列され１＝リブ剛性化装置および
正方形チップを示す底部平面図。 第１２図は第１１図の線１２−１２に沿う隣接するチッ
プの断面図。 第１３図は第１１図の線１３−１３に沿うチップの断面
図。 第１４図は第１１図の線１４−１４に沿うブッブの断面
図。 １・・・ブッシング組立体 ２・・・チップ ３・・・巻上げ装置 ４・・・ファイバー ５・・・塗布装置 ６・・・索 ７・・・収集シュー ８・・・回転螺旋体 ９・・・押板形成管 １０・・・冷却フィン １１・・・マニフォルド １２ａ、１２ｂ・・・ターミナル １３・・・チッププレート １４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ−・・側壁１５・・・
フランジ １６・・・スクリーン １７・・・チップの２つの列の群 １８．１９・・・チップの間のピッチ ２０・・・肩部 ２１・・・リブ。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. （１）側壁、開放された頂部および底部チッププレート
   を含み、前記底部チッププレートがさらに溶融ガラスの
   流れを受入れる平行な列の群の形状で配置される多数の
   中空チップを有するガラスファイバーの製造用ブッシン
   グであって、前記チップが前記流れの方向に下方に向っ
   て突出していて、それぞれのチップが実質的に一定の壁
   厚を有し、それぞれのチップの底縁部が前記ブッシング
   の底部に実質的に平行であり、それぞれのチップの断面
   が一定で有限の側辺の多角形の形状を有するようになさ
   れているガラスファイバーの製造用ブツシング。
2. （２）それぞれのチップがテーパーを有し、前記流れの
   方向に厚さが減小する壁部を有する請求項１に記載され
   たガラスファイバーの製造用ブッシング。
3. （３）側壁、開放された頂部および底部チッププレート
   を含み、前記底部チッププレートがさらに溶融ガラスの
   流れを受入れる平行な列の群の形状で配置される多数の
   中空チップを有するガラスファイバーの製造用ブッシン
   グであつて、前記チップが前記流れの方向に下方に向つ
   て突出していて、それぞれのチップが実質的に一定の壁
   厚を有し、ぞれぞれのチップの底縁部が前記ブッシング
   の底部に実質的に平行であり、それぞれのチップの断面
   が３つから８つの間の側辺を有する実質的に正多角形に
   なされているガラスファイバーの製造用ブッシング。
4. （４）それぞれのチップがテーパーを有し、前記流れの
   方向にて厚さが減小する壁部を有する請求項３に記載さ
   れたガラスファイバーの製造用ブッシング。
5. （５）側壁、開放された頂部および底部チッププレート
   を含み、前記底部チッププレートがさらに溶融ガラスの
   流れを受入れる即行な列の群の形状で配置される多数の
   中空チップを有するガラスファイバーの製造用ブッシン
   グであつて、前記チップが前記流れの方向に下方に向っ
   て突出していて、それぞれのチップが実質的に一定の壁
   厚を有し、それぞれのチップの底縁部が前記ブッシング
   の底部に実質的に平行であり、それぞれのチップの断面
   が３つから８つの間の側辺を有する不規則多角形になさ
   れているガラスファイバーの製造用ブッシング。
6. （６）それぞれのチップがテーパーを有し、前記流れの
   方向に厚さが減小する壁部を有する請求項５に記載され
   たガラスファイバーの製造用ブッシング。
7. （７）側壁、開放された頂部および底部チッププレート
   を含み、前記底部チッププレートがさらに溶融ガラスの
   流れを受入れる平行な列の群の形状で配置される多数の
   中空チップを有するガラスファイバーの製造用ブッシン
   グであつて、前記チップが前記流れの方向に下方に向つ
   て突出していて、それぞれのチップが実質的に一定の壁
   厚を有し、それぞれのチップの底縁部が前記ブッシング
   の底部に実質的に平行であり、それぞれの断面が４つの
   側辺を有し、それぞれのチップがさらに、その対角線が
   前記ブッシングの長軸および短軸に平行に位置して隣接
   する列のチップが相互に互い違いに位置するように配向
   されているガラスファイバーの製造用ブッシング。
8. （８）それぞれのチップがテーパーを有し、前記流れの
   方向に厚さが減小する壁部を有する請求項７に記載され
   たガラスファイバーの製造用ブッシング。
9. （９）側壁、開放された頂部および底部チッププレート
   を含み、前記底部チッププレートがさらに溶融ガラスの
   流れを受入れる平行な列の群の形状で配置される多数の
   中空チップを有するガラスファイバーの製造用ブッシン
   グであつて、前記チップが前記流れの方向に下方に向っ
   て突出していて、それぞれのチップが実質的に一定の壁
   厚を有し、それぞれのチップの底縁部が前記ブッシング
   の底部に実質的に平行であり、それぞれのチップの断面
   が実質的に正方形であり、またそれぞれのチップが、そ
   の対角線が前記ブッシングの長軸および短軸に平行に位
   置して隣接する列のチップが相互に互い違いに位置する
   ように配向されているガラスファイバーの製造用ブッシ
   ング。
10. （１０）それぞれのチップがテーパーを有し、前記流れ
    の方向に厚さが減小する壁部を有する請求項９に記載さ
    れたガラスファイバーの製造用ブッシング。
11. （１１）側壁、開放された頂部および底部チッププレー
    トを含むガラスファイバーの製造用ブッシングであって
    、前記底部チッププレートが幅を横切る多数の隆起リブ
    を有し、前記リブがさらに溶融ガラスの流れを受入れる
    ように一体的に形成された多数の中空チップを有し、前
    記リブおよびチップが互いに実質的に平行で、少なくと
    も２つの群に配列されていて、それぞれの群が前記チッ
    ププレートの長さに沿つて１つおきの群から位置をずら
    されていて、前記チップが前記流れの方向に下方に向つ
    て突出し、それぞれのチップが実質的に一定の壁厚を有
    し、それぞれのチップの底縁部が前記チッププレートの
    平面に実質的に平行になされているガラスファイバーの
    製造用ブッシング。
12. （１２）それぞれのチップの断面が有限の側辺の多角形
    である請求項１１に記載されたガラスファイバーの製造
    用ブッシング。
13. （１３）それぞれのチップの断面が３つから８つの間の
    側辺を有する正多角形である請求項１１に記載されたガ
    ラスファイバーの製造用ブッシング。
14. （１４）それぞれのチップの断面が３つから８つの間の
    側辺を有する不規則多角形である請求項１１に記載され
    たガラスファイバーの製造用ブッシング。
15. （１５）それぞれのチップの断面が４つの側辺を有し、
    それぞれのチップが、その対角線が前記ブッシングの長
    軸および短軸に平行に位置して隣接する列のチップが相
    互に互い違いに位置するように配向されている請求項１
    １に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシング。
16. （１６）それぞれのチップの断面が実質的に正方形で、
    それぞれのチップがさらに、その対角線が前記ブッシン
    グの長軸および短軸に平行に位置して隣接する列のチッ
    プが相互に互い違いに位置するように配向されている請
    求項１１に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシ
    ング。
17. （１７）それぞれのチップの断面が丸くなされている請
    求項１１に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシ
    ング。
18. （１８）前記チップが前記流れの方向に厚さが減小する
    壁部を有するようにテーパーを付されている請求項１１
    に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシング。
19. （１９）それぞれのチップの断面が有限の側辺を有する
    多角形である請求項１８に記載されたガラスファイバー
    の製造用ブッシング。
20. （２０）それぞれのチップの断面が３つから８つの間の
    側辺を有する正多角形である請求項１８に記載されたガ
    ラスファイバーの製造用ブッシング。
21. （２１）それぞれのチップの断面が３つから８つの間の
    側辺を有する不規則多角形である請求項１８に記載され
    たガラスファイバーの製造用ブッシング。
22. （２２）それぞれのチップの断面が４つの側辺を有し、
    それぞれのチップがさらに、その対角線が前記ブッシン
    グの長軸および短軸に平行に位置し、隣接する列のチッ
    プが相互に互い違いに位置するように配向されている請
    求項１８に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシ
    ング。
23. （２３）それぞれのチップの断面が正方形であつて、そ
    れぞれのチップがさらに、その対角線が前記ブッシング
    の長軸および短軸に平行に位置し、隣接する列のチップ
    が相互に互い違いに位置するように配向されている請求
    項１８に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシン
    グ。
24. （２４）それぞれのチップの断面が丸くなされている請
    求項１８に記載されたガラスファイバーの製造用ブッシ
    ング。