JPH0240617B2 - - Google Patents

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JPH0240617B2
JPH0240617B2 JP57080343A JP8034382A JPH0240617B2 JP H0240617 B2 JPH0240617 B2 JP H0240617B2 JP 57080343 A JP57080343 A JP 57080343A JP 8034382 A JP8034382 A JP 8034382A JP H0240617 B2 JPH0240617 B2 JP H0240617B2
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JP
Japan
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die
glass
orifices
orifice
filaments
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JP57080343A
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Rukuron Jatsuku
Manura Makushimu
Fuooru Jannhooru
Runoodan Jannpieeru
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Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Vetrotex France SA
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Vetrotex France SA filed Critical Saint Gobain Vetrotex France SA
Publication of JPS57196734A publication Critical patent/JPS57196734A/ja
Publication of JPH0240617B2 publication Critical patent/JPH0240617B2/ja
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/0203Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices
    • C03B37/0213Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices by forced gas cooling, i.e. blowing or suction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
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    • C03B37/0203Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices
    • C03B37/0209Cooling non-optical fibres drawn or extruded from bushings, nozzles or orifices by means of a solid heat sink, e.g. cooling fins
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    • C03B37/022Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/075Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/083Nozzles; Bushing nozzle plates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973Particular cross section
    • Y10T428/2976Longitudinally varying

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ダイの基底部に取付けられた複数
のオリフイスから流れる溶融した材料の機械的延
伸により得られる、ガラスのような無機質熱可塑
性材料から出発して連続した繊維製造のための方
法および装置に関する。更に詳しくは、この発明
は、種々の断面を示す複数のフイラメントからな
るガラス糸の製法に関する。
同型の複数オリフイスより出されるガラス繊維
の機械的延伸によつて一般に得られるフイラメン
トは通常、溶融ガラスの高表面張力のためにほぼ
同一の円形横断面を示す。このために、これらの
フイラメントが糸を形成するために集合される
と、多数の空隙がフイラメント間に生じ、該糸の
糸質の緻密さを著しく低下させる。
このような糸を熱可塑性または熱硬化性有機合
成材料の補強材として使用すると、該材料の機械
特性を改良するに望ましいだけのガラスを該材料
中に配合することができない。この制限は異なる
断面をもつフイラメントまたは、同形で非円形の
断面をもつフイラメントを集合することにより解
消することができる。
非円形断面を示すフイラメントの製造は、「フ
オーミング・グラス・フイラメンツ・ウイズ・ア
ンユージユアル・クロスセクシヨンズ」と題され
たR.A.Humphreyの論文(第7回ガラス国際会
議−ブリユツセル、1965)にとくに記載されてい
る。
この論文によれば、例えば長方形または六角形
の断面をもつフイラメントは、光学繊維の製法に
類似した製法を行なうことにより得られる。
原料は所定断面の棒すなわち予備成形物であ
り、その下端部分を局所的に軟化し、これにより
予備成形物の最初の断面形状を縮小した寸法で維
持しながら十分に細いフイラメントに延伸する。
この方法では、予備成形物を予め造ること、及
びその形成温度の非常に正確な制御とを必要とす
る。この方法の不連続的で職人的な特性は大規模
な工業利用を意図することはできない。
複合材料の製造に関して米国特許第2758951号
及び第2906656号明細書中には他の方法が記載さ
れている。
これらの特許明細書に記載の方法を実施するた
めの装置は1本の縦列上に異なる、互い違いに規
則的に穿孔された2系列の円形オリフイスをもつ
ダイを下部に備える。該オリフイスより異なつた
断面を示す、複数の円形フイラメントを延伸し、
該延伸は平行したフイラメントの布を造るように
行なわれ、そこでは太い直径の各フイラメント
は、多数のより細い直径のフイラメントにより囲
まれている。布はロールに巻かれ、そこで何百も
の連続層が造られる。オリフイスの直径について
の大体の指示以外にはこの種のダイの運転条件に
関して詳細な記述はない。
フランス特許第13417110号明細書には、慣用の
突起部に設けられたダイから非円形断面のフイラ
メントを得る方法が記載されている。
この方法はオリフイス出口からのガラス表面と
冷却した表面間に接触をつくることから成る。冷
却によりガラス粘性が局部的に増加し、そうして
生じたガラスの変形が固定される。こうして各種
の非円形断面のフイラメントを得ることができ
る。
このような装置を嫁動する際の困難を別にして
も、各突起が変形装置を備えねばならないからダ
イから放出されるフイラメントの数は非常に少な
いことは明らかで、その装置の占める広さも工業
的利用においては到底無視できない。従つてこの
ような方法の利用範囲は限られている。
この発明は種々の断面を示す多数のフイラメン
トで構成された連続糸を得ることを可能となす繊
維化装置及び方法を目的とする。
この発明は、所定の繊維化装置から出発して、
特に、その緻密度を増すように選ばれた一定の、
規定された比率の種々の(異なる)断面をもつフ
イラメントの混合物で構成される糸を得ることを
目的とする。
これらの目的は、以下に定義するような繊維化
装置における新型のダイの使用により達せられ
る。
すなわちこの発明の繊維化装置は、特にジユー
ル効果によつて加熱されたダイに連結したガラス
給源、ダイの基底部に向けられたガス吹付け装置
及び繊維延伸手段を備えた連続フイラメントの製
造装置において、ダイの基底部の下面が、少なく
とも2つの異なるカテゴリーに区分された多数の
繊維化センターを備え、各繊維化センターがオリ
フイスグループからなる穿孔区域によつて形成さ
れ、異なるカテゴリーに属する繊維化センターは
少なくとも、(a)穿孔区域の側壁を構成する物質の
性質、(b)穿孔区域の外側下面を被覆する物質の性
質、(c)オリフイスグループを構成するオリフイス
の個数、(d)、隣接する2個のオリフイス間の距離
及び(e)各オリフイスの断面、の内のいずれか1つ
の構造的特徴において相違することを特徴とす
る、ガラスのような鉱物質熱可塑性材料の機械延
伸によつて種々の断面を示す連続フイラメント製
造装置である。
この発明の1特徴によれば、これら繊維化セン
ターは平板でできたダイの底部に規則的に設置さ
れる。
この発明の他の特徴によれば、これら繊維化セ
ンターはボスの基底部に設置され、該ボスの側壁
は少なくとも1つの凹部を内部に取り囲んでい
る。
この発明による製造方法は、少なくとも2種の
異なるカテゴリーに区分された複数のオリフイス
グループを構成するように設置された多数のオリ
フイスにより穿孔された下面をもつダイにガラス
等の鉱物質熱可塑性材料を供給し、まず最初にガ
ラスを該下面上に拡げることを包含する連続フイ
ラメント製造方法において、第1に各オリフイス
グループのオリフイスから流出するガラスから1
本のフイラメントを延伸し、次にダイ下面にガス
状流体を吹き付け、それにより一方のカテゴリー
に属するオリフイスグループについては該グルー
プから延伸されたフイラメントがこれらグループ
の各々に含まれるオリフイスの数だけのフイラメ
ントに細分され、他方のカテゴリーに属するオリ
フイスグループについては各オリフイスグループ
のオリフイスから流出するガラスからただ1本の
フイラメントを延伸し続けるような温度にダイ底
部を冷却することを特徴とする、通常ジユール効
果により加熱されたダイに供給されるガラスのよ
うな鉱物質熱可塑性材料から出発して、種々の断
面を示す連続フイラメントの機械延伸による繊維
製造方法である。
さらにこの発明は、円形と非円形の断面のフイ
ラメントの一定で限定された比率により混合され
ていることを特徴とする、ガラスのような溶融鉱
物質熱可塑性材料の機械延伸によつて得られる、
緻密度を高めるように選ばれた種々の断面を示す
複数の連続フイラメントによつて作られた糸を提
供するものである。
この発明は、添付された図面を参照しながら以
下に詳述される。
まず第一に、例示のためのこの発明によるダイ
を備えた繊維化装置の一般的な構造を示す第1図
を参照する。
通常、白金90%、ロジウム10%の合金で造られ
るダイ10はジユール効果による加熱のための電
流の入口としての端子11を備えている。またダ
イ10は基底部を形成する平板12の下面に設置
された複数の繊維化センターCにより編成される
オリフイスを通つて流れる溶融ガラスを含む。ダ
イは既知のタイプのガラス給源に連結しており、
この給源はガラス溶融炉の先端部(この先端部か
らガラスが溶融状態で直接ダイ中に流入する)で
あるか、あるいは球状のガラスを運ぶ供給システ
ム(この球状ガラスは次いでダイ中で再溶融され
る)である。使用する給源が何であれ、オリフイ
スを通る溶融ガラスの流れは平板上の溶融壊の静
圧により本質的に確保される。ガラスは、回転ス
ピンドル14を介した一般的な方法でフイラメン
ト13に延伸される。15で図示された給油装置
により軽く油をつけた後、フイラメントは梳き櫛
17,18のような慣用の装置により1本あるい
は複数の糸16に集められる。その後、糸は回転
スピンドル14に巻かれ、該スピンドルに沿つて
分配装置またはスクリユー19の作用で移動す
る。例えば一連の穴21を穿つた吹管20は繊維
化面に近くの下部に設置され、穴21はダイの基
底部に向けられている。穴21は非常に近寄つた
ノズルまたはオリフイスで形成され、ダイの長手
方向の軸に平行に並べて配置される。吹管20は
導管22によつてガス供給源(図示せず)に連結
されている。吹管は固定式、回転式、振動式のい
づれかに設置され、第1図に示されるような振動
式の場合には、吹管20の一端はモーターの軸上
に固定されたカム26の支持面上に取り付けられ
た従輪25を備えた腕24を介してモーター23
に連結している。吹管の他の態様も考え得る。
ダイの基底部に割り当てられた種々の繊維化セ
ンターの構造と配置に従い、平板12の下面に向
けられたガス流は繊維化操作開始時のみ、または
全繊維化操作期間を通して用いられる。
種々の繊維化センターCの構造自体並びに平板
12上の配列はダイから延伸されるフイラメント
の数と、フイラメントの断面による分布を規定す
ることができる。
こうして、この発明によるダイは、ある数の繊
維化センターから1本のフイラメントと、残つた
繊維化センターから複数本のフイラメントを同時
に延伸できるような少なくとも2系列の繊維化セ
ンターを備える。
構造の違いは、単にオリフイスの軸間距離、及
び/又はオリフイスの数、及び/又はオリフイス
の断面にある。
こうして、平板12はオリフイスの複数のグル
ープで穿孔された平板であり、各グループは第2
図に例示されるように1つの繊維化センターを形
成する。繊維化センターC1とC2とは正方形の頂
点に同直径の円形オリフイスを四個づつ含む。そ
のオリフイスは、隣接した2つのオリフイスの中
心を隔てる間隔a及びbのみが異なる。サイコロ
の目型に分配されたセンターC1とC2は、間隔t
の列をなし、同列の連続した2個のセンターが間
隔lによつて隔てられている。センターC1とC2
とはオリフイスの数、及び/又はオリフイスの断
面によつて区別され得る。
構造の違いは、平板に対してのオリフイスの相
対位置にも同様にあらわれる。
こうして平板12は該平板の下に突出部を形成
しそれによつて少くとも1個の内部の凹部(キヤ
ビテイ)を囲む側壁を備えた、一連のボスを備え
ることができる。
第3図〜第7図は異なる形のボスの例である。
ボスの形は、幾何学的に単純なもの、例えば四
面が平坦な側面(第3図〜第5図)を示すボス
B1とB2のような柱体形、または円筒形(第6図
及び第7図)が好ましい。
側面壁は垂直で、各凹部の基底部におけるボス
の外側下面はほぼ平面であるのが好適である。
第6図に示すボスはオリフイス間の間隔のみが
異なる。
第7図は繊維センターの他の例で、四分円形を
した4個のオリフイス31を規定する十字30に
よつて閉じられる円筒形ボスの下面を示す。この
オリフイスの形状は非円形断面の繊維を得ること
を可能にする。このタイプの繊維化センターは第
6図に示されるような他の繊維化センターに組み
合わせれば円形断面のフイラメントと非円形断面
のフイラメントとの一定比率での混合物を得るこ
とを可能にする。
第3図〜第7図は一つの内部の凹部を備えたボ
スを示す。この発明によるダイは非常に長い長方
形の断面を示すボスを同様に備えることもでき
る。これらの棒状のボスは独立した複数の凹部を
包含し得る。各凹部の基底部には繊維化センター
があり、繊維化センターのオリフイスは垂直軸に
対して規則的に設置されているのが好適である。
このことは、1つの凹部しか持たないボスについ
ても同様に推奨される。なぜなら、繊維化センタ
ー当りただ1本のフイラメントを延伸するとき
に、このオリフイスの配置はフイラメントを造る
ための溶融ガラスの球状物を供給することによ
り、一層規則的な流れを得るのを可能にするから
である。浅い溝が隣接する2つの繊維化センター
を隔てるためのこのタイプのボスの外側下面に掘
られることがある。
繊維化センターの構造の相違は、各穿孔帯域の
外側下面を構成する材料の性質にも存する。この
材料の選択は溶融ガラスに対する漏れ性によつて
決定される。従つて、この発明によるダイは、そ
の外側下面がそれを構成する材料の性質に従つて
溶融ガラスの漏れ性が異なる種々の繊維化センタ
ーを包含し得る。
こうして、この発明によるダイは1150℃の溶融
ガラスとの接触角度が60度以上であること、及び
50度以下であることを各々特色とする、少くとも
2種の穿孔帯域を含む。
この材料の変化は繊維化センター全体に関する
場合と、穿孔帯域の外側下面だけの場合とがあ
る。
ボスのダイの場合、2系列のボスを全体として
または部分的に実現するため、2種の異なる合金
を用い得る。例としてこのタイプのダイは円筒状
の2系列のボスを備えており、その1つは全体が
90%のプラチナと10%のロジウムの合金で形成さ
れ、他は93%のプラチナ、3%のイリジウムと4
%の金の合金で形成される。この合金は、
Socie´te´ Comptoir−Lyon−Almand−Louyotに
より商品名PR3/4として市販されている。前述
の三元合金の板上のガラス接触温度Eは75゜で、
同じ条件の下でのロジウム10%のプラチナ板のそ
れは39゜しかない。
繊維化センターの区別は、ある穿孔帯域の外側
面上の沈着物によつても同様に得られる。沈殿物
は穿孔区域が平底のダイ上に設けられにせよ、ボ
スのダイ上に設けられるにせよ、適当な任意の手
段によつて穿孔区域上に沈着されうる。
例として、この発明によるダイは2系列のボス
を備えており、1つは前述の三元合金と同じ作用
の硼素窒化物の沈着物で被覆した外側下面を示
し、他方はロジウム−白金である。
ボスは第3図、第5図及び第6図に示されるよ
うにダイの底部に等間隔に配置される。
B1とB2のような1個の凹部を持つ角柱形ボス
は各々がダイの縦軸に垂直な列を形成するグルー
プごとに配置されている。円筒形ボスは第6図に
示すようなサイコロ型で、2系列のグループの配
置が有利である。連続する2グループ間の距離g
は、冷却装置、例えば慣用のフイン型冷却装置が
挿入可能な距離である。
この発明によるダイの機能を平底ダイとボス付
きダイを区別することによつて以下に説明する。
平底のダイは例えば2種の繊維化センターC1
とC2を包含し、その始動は下記の通りである: 溶融ガラスがオリフイスの集合体から流れ、繊
維化プレート下面のほぼ全体を漸進的にガラスで
覆う。
ダイの底に対して常時向けられているガス流の
作用で、操作者は、底に形成されたガラス塊を引
き離し、各繊維化センターに対応する各穿孔区域
に限定された多数の小ガラス被覆にガラス塊を分
割する。
この第一段階の終わりに操作者は各繊維化セン
ターから低速で1本のフイラメントを延伸する。
次に、ガス流の作用でガラス球の温度は低下し、
θ1に達する。その温度以下で繊維化センターC1
り延伸されたフイラメントだけが、この繊維化セ
ンター中にあるオリフイスの数に等しい数のフイ
ラメントにさらに細分される。繊維化センター
C2より延伸されたフイラメントはこの操作を受
けない。このようにして延伸される種々のフイラ
メントの球温度は、温度θ1より低く、温度θ2より
も高い繊維化温度Tに固定されるが、この温度θ2
以下ではセンターC2から延伸されるフイラメン
トも細分されるから、すべての繊維化センターの
各オリフイス毎に一本のフイラメントが延伸され
る結果になる。温度Tは1/2(θ1+θ2)に近い値
に固定されるのが好ましい。
機械延伸による連続ガラス繊維製造のためのダ
イのすべてについて、球状ガラスの温度はダイの
場所によつて、及び/又は時間によつてわずかに
異なる。平均値前後の変動を考慮に入れ、この発
明によるダイの動作を安定したものにするために
温度差△θ=θ1−θ2は最低限30℃に等しいことが
望ましい。
この値は異なる繊維化センターの寸法特性の適
切な選択により得られる。
この発明によるボス付きダイは例えば、C1′と
C2′の2連の2系列の繊維化センターを包含し、
その作用は次の下記の通りである: 始動時にダイに供給される溶融ガラスは、凹部
を通過し、ボスの外側下面に穿たれた種々のオリ
フイスを通つて流れ、該下面を急速にガラスで覆
う。
ガラスの流れはボスごとに1つあるいは複数の
球状壊を形成し、それらはその通過路にガラスフ
イラメントを引きながら自重によつて降下する。
この段階は手動操作を加えることにより早められ
得る。このようにして造られたフイラメントを集
め、低速での機械延伸にかける。その時に、ダイ
の底部を吹き払うためにガス流、好ましくは空気
流を送る。平底のダイの場合と同様にフイラメン
トの温度はガス流の作用により低下し、θ1′に達
し、この温度以下で繊維化センターC1′より延伸
されたフイラメントは繊維化センターのオリフイ
ス数だけのフイラメントに細分される。
前述したダイについて延伸した種々のフイラメ
ントの球状壊の温度は、限定温度θ1′とθ2′間の温
度T′に安定化されるが、θ2′は、センターC2′より
延伸されるフイラメントの細分が起こる最高温度
に対応する。
こうして得られたフイラメントは通常回転サポ
ートに少なくとも一本の糸状で巻かれ、糸巻きの
最初からガス流を停止して該フイラメントの延伸
を続行する。ガス流を減少することにより、繊維
化操作の間ずつとダイの底を吹き払うことも同様
に可能である。
前述したのと同様の理由で、温度Tは1/2
(θ1′+θ2′)に近い価に固定されるのが好ましく温
度差△θ′は、最低30℃に等しくなければならな
い。
この温度差△θ′は、ボスの寸法特性、とりわけ
側壁の高さhと厚さp、ボスの底の厚さfの適切
な選択により得られる。
ガラスの冷却は、輻射またはボスの壁と該ボス
(複数)を分離する間隙中を循環する環境ガス流
及び延伸中のフイラメントにより同伴される環境
ガス流の対流によつて簡単に得られこのガラス冷
却は種々のオリフイスから出るガラス温度を均等
化させる。この冷却は、必要の場合にはボスの列
の間に冷却装置を挿入することにより強化され規
則化され得る。
オリフイスの分配は繊維化センターを隔てる間
隔の相違により決められ、また各センター内では
オリフイスを隔てる間隔により決められる。
平底、またはボス付きのいずれのダイであつて
も、同じ繊維化センターに属するオリフイスの縁
から縁までの距離は1mmから0.2mm、それ以下で
あつてもよいが0.2〜0.5mm間であるのが好適であ
る。
隣接する2つの繊維化センター間の距離のため
に、ダイの2種の型を区別できる。
平底のダイについてはこの距離は第2図ではt
とlとで示されているが、問題のダイ上の最大断
面を示すオリフイスの直径の1.5倍かそれ以上で
なければならない。
ボス付きダイについては隣接する繊維化センタ
ー間の距離は、2つの隣接するボスの距離により
決定される。
ボスは第5図及び第6図に示すようにダイの底
の縦軸に垂直に一列、または二列に設置される。
各列においてボスはkの距離をおいて設置され、
kは少なくとも0.1mmでなければならないが、0.4
から1mmの間であるのが好適である。サイコロ型
の構造を採用する際には、同列に属する隣接する
2個のボスと、異なつた二列に属する隣接する2
個のボスとを各々隔てる距離K1とK2は少なくと
も0.1mmでなければならないが、0.4から1mmの間
であればよい。
単列または複列の2列間の間隔gは冷却装置部
材挿入可能な間隔である。従つてこの間隔は2.5
mm〜5.5mmに亘つて変動してもよいが、好ましく
は3.5mm〜4mmである。
一列または二列に配置されたボスの使用の有利
な点は、電流が底板において、ボスの壁よりもむ
しろボス間を流れることである。その結果、ボス
の内壁の厚さは、全体として考えられるダイの電
気特性とは別に選ばれる。
よつて、この発明によるダイは、一般的な突起
状底のダイと同様の電気特性を不都合なしに示
す。
第4図に、重要な寸法特性を示すが、ここで問
題なのは、ダイの底とボスの底の厚さeとf、高
さhとボスの側壁の厚さpである。
これら特性の決定は、ジユール効果により消散
する電気エネルギー現象、ダイの機械抵抗、熱交
換現象、オリフイスからのガラス流出量そして単
位表面積当りのオリフイスの数で条件づけられ
る。
よつて、できる限り少ない金属を固定した上で
ダイの底の充分な機械抵抗を考えると厚さeは
0.5mmから3mmの間であるが、1mmから2mmであ
るのが好適である。
ボスの特性寸法とは別に決定されたこの厚さ
は、ある区域と別の区域とで変化し、ダイの底全
体にできるだけ均等に電流がいきわたるように選
ばれる。
ガラス流出量を部分的に条件づける厚さfは他
の特性寸法とは無関係に変わる。非常に薄いもの
の場合、オリフイス内の圧力降下が最低になり、
直径の小さいオリフイスから多量の流出量を得る
ことができる。この厚さfは0.2mm〜2mmである
が、オリフイスの直径の函数として0.4〜1mmで
あるのが好適である。
ガラスの冷却度はボスの側壁の高さhと厚さp
に緊密に依存する。
厚さpはボスが例えば円筒形の場合などは一定
である。
それはボスが第5図に示すように平行六面体で
ほぼ円筒形の内側凹部の場合には水平面において
変わり得る。
一般的にはこの発明によるボスではhは1mm〜
10mm、pは0.2mm〜2mm好ましくは0.4mm〜1mmで
ある。
前述した方法と装置の利点、有用性はこの発明
によるダイの実施態様を示した下記の例により明
らかになろう。
例 1 ダイの底部はロジウム−白金合金(プラチナ90
%−ロジウム10%)の平面板で構成され、第2図
に示されるような2種のカテゴリーの繊維化セン
ターを包含する。
ダイの種々の寸法特性を次に示す。
厚さe=1mm オリフイスの直径=1.60mm 間隔a=1.80mm b=2.10mm l=3.65mm t=6.15mm 次の条件において、センターC1から4本のフ
イラメント、センターC2から1本のフイラメン
トを得る。
ガス流なしで繊維をつくる際、フイラメントの
球状部の温度Tが各1230℃と1190℃である限定温
度θ1とθ2間にある時に安定した操作が行なえる。
繊維製造操作の間ガス流を維持し続けた際は、
温度Tがθ1=1250℃とθ2=1210℃の間にあるとき
安定操作を得る。
このようにして、ダイの底部は圧縮空気によつ
て常に吹き払われ、C1タイプのセンターより直
径15μmの4本のフイラメントと、C2タイプのセ
ンターより直径30μmの1本のフイラメントが下
記繊維製造条件を適用することにより得られる。
ガラス球状部の温度T=1240℃ 延伸速度=10m/秒 例 2 ダイの底部はロジウム−白金合金(プラチナ90
%−ロジウム10%)の平板で構成され、一連のボ
スの基底部に設置された2種類の繊維化センター
を包含する。これらのボスは第3図ないし第5図
に示されたものと同形である。それらはB1型と
B2型のボスの列が交互に配設される。
ダイの種々の寸法特性は下記の通りである。
厚さ ダイの底部e=1.5mm ボスの底部f=0.5mm 隣接する2つのボス間の距離 同じ列内k=1mm 2列間g=3.5mm ボスの断面=4.6×4.6mm ボスの高さh=4.5mm オリフイスの直径=1.6mm 隣接する2オリフイス間の端縁から端縁までの距
離 ボスB1=0.5mm ボスB2=0.2mm ガスの吹付けがない場合、フイラメントの球状
部温度T′がθ1′=1240℃とθ2′=1200℃の間、にあ
るとき、ボスB1から4本のフイラメント、ボス
B2から1本のフイラメントが同時に得られる。
よつて、例えば球状部温度1220℃、速度10m/
秒の条件では、直径20μmと40μmのフイラメン
トが同時に得られる。
前述の例はこの発明によるダイにより一定の比
率で異なる直線断面をもつフイラメントの混合物
からなる糸を得ることを可能となすことを示す。
しかし、この発明によるダイが、すべてほぼ同
じ直線断面を示すフイラメントで組み立てられる
糸を得るように、高温度θ1(またはθ1′)または低
温度θ2(またはθ2′)でも用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるダイの繊維化装置の一
部破断概略正面図、第2図はこの発明による、例
1のダイの基底部の下面部分の拡大平面図、第3
図は例2で説明するこの発明による凹部を規定す
るボス付きダイの底部の透視図、第4図は第3図
で示したボスの垂直断面図、第5図は第4図で示
したボスのA−A面の水平断面図、第6図及び第
7図はこの発明による他のタイプのボスの断面図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 特にジユール効果によつて加熱されたダイに
    連結したガラス給源、ダイの基底部に向けられた
    ガス吹付け装置及び繊維延伸手段を備えた連続フ
    イラメントの製造装置において、ダイの基底部の
    下面が、少なくとも2つの異なるカテゴリーに区
    分された多数の繊維化センターを備え、各繊維化
    センターがオリフイスグループからなる穿孔区域
    によつて形成され、異なるカテゴリーに属する繊
    維化センターは少なくとも、(a)穿孔区域の側壁を
    構成する物質の性質、(b)穿孔区域の外側下面を被
    覆する物質の性質、(c)オリフイスグループを構成
    するオリフイスの個数、(d)隣接する2個のオリフ
    イス間の距離及び(e)各オリフイスの断面、の内の
    いずれか1つの構造的特徴において相違すること
    を特徴とする、ガラスのような鉱物質熱可塑性材
    料の機械延伸によつて種々の断面を示す連続フイ
    ラメント製造装置。 2 一方のカテゴリーに属する繊維化センターの
    穿孔区域が、1150℃の溶融ガラスとの接触角が
    60゜以上の材料を含み、他方のカテゴリーに属す
    る繊維化センターの穿孔区域が、溶融ガラスとの
    接触角が50゜以下の材料を含む、特許請求の範囲
    第1項記載の装置。 3 繊維化センターが平板で構成されたダイの底
    部に規則的に設置された、特許請求の範囲第1項
    または第2項記載の装置。 4 繊維化センターが少なくとも1個の内側凹部
    を備えたボスの基底部に設置された、特許請求の
    範囲第1項から第3項までのいずれか1項記載の
    装置。 5 ボスが角柱形をなす特許請求の範囲第4項記
    載の装置。 6 ボスが円筒形をなす特許請求の範囲第4項記
    載の装置。 7 各ボスが独立した多数の凹部を穿たれた棒で
    造られ、各凹部がその上部でダイの内側に開か
    れ、その下部でオリフイスグループで穿孔された
    壁により閉じられている特許請求の範囲第5項記
    載の装置。 8 棒が円筒形の凹部で穿孔された直方体である
    ような特許請求の範囲第7項記載の装置。 9 各凹部の基底部に穿たれたオリフイスグルー
    プがボスの下面に設けられた溝によつて隔てられ
    ている、特許請求の範囲第7項または第8項記載
    の装置。 10 少なくとも2種の異なるカテゴリーに区分
    された複数のオリフイスグループを構成するよう
    に設置された多数のオリフイスにより穿孔された
    下面をもつダイにガラス等の鉱物質熱可塑性材料
    を供給し、まず最初にガラスを該下面上に拡げる
    ことを包含する連続フイラメント製造方法におい
    て、第1に各オリフイスグループのオリフイスか
    ら流出するガラスから1本のフイラメントを延伸
    し、次にダイ下面にガス状流体を吹き付け、それ
    により一方のカテゴリーに属するオリフイスグル
    ープについては該グループから延伸されたフイラ
    メントがこれらグループの各々に含まれるオリフ
    イスの数だけのフイラメントに細分され、他方の
    カテゴリーに属するオリフイスグループについて
    は各オリフイスグループのオリフイスから流出す
    るガラスからただ1本のフイラメントを延伸し続
    けるような温度にダイ底部を冷却することを特徴
    とする、通常ジユール効果により加熱されたダイ
    に供給されるガラスのような鉱物質熱可塑性材料
    から出発して、種々の断面を示す連続フイラメン
    トの機械延伸による繊維製造方法。 11 オリフイスの出口における平均ガラス温度
    Tが2種のオリフイスグループの特性限界温度θ1
    とθ2の間にあり、この限界温度より低い温度にお
    いてガラスが、グループごとのオリフイスの数だ
    けのフイラメントに細分され、限界温度より高い
    温度ではガラスが、オリフイスグループから延伸
    されたただ一本のフイラメントの形のままにとど
    まるような方法でダイの基底部を冷却する特許請
    求の範囲第10項記載の製法。 12 温度間隔△θ=θ1−θ2が少なくとも30℃に
    等しい特許請求の範囲第11項記載の製法。 13 温度間隔△θが、オリフイス間の端縁から
    端縁までの距離の相違による、特許請求の範囲第
    10項から第12項までのいずれか1項記載の製
    法。 14 温度間隔△θが、グループごとのオリフイ
    ス数の相違による特許請求の範囲第10項から第
    13項までのいずれか1項記載の製法。 15 オリフイスグループがダイ平面下に突き出
    て設置された要素の内面に穿たれ、温度間隔△
    θ′が該要素の高さhに起因する特許請求の範囲第
    10項から第14項までのいずれか1項記載の製
    法。 16 温度間隔△θ′が、ダイ平面下に突き出て設
    置された要素の側壁の厚さに起因する特許請求の
    範囲第15項記載の製法。 17 円形と非円形の断面のフイラメントの一定
    で限定された比率により混合されていることを特
    徴とする、ガラスのような溶融鉱物質熱可塑性材
    料の機械延伸によつて得られる、緻密度を高める
    ように選ばれた種々の断面を示す複数の連続フイ
    ラメントによつて作られた糸。
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