JPH029729A - オキシナイトライドガラス繊維製造装置 - 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 本発明は、オキシナイトライドガラス繊維製造装置に関
する。さらに、詳しくは本発明は高温下において不安定
なガラス繊維の紡糸に適したガラス繊維製造装置に関す
る。

従来の技術 オキシナイトライドガラス繊維は、酸化物ガラスの酸素
原子が窒素に置き換わった構造を有するオキシナイトラ
イドガラスを用い、高強度、高弾性のガラス繊維として
注目されている。

しかしながら、オキシナイトライドガラスは高温下空気
中において反応性が高く不安定で、溶融紡糸を行うこと
はきわめて困難である。

このようなオキシナイトライドガラスの熔融法による製
造装置としては、従来、グラファイト発熱体を用い、ル
ツボ内の溶融ガラスをルツボ表面から上方に引き上げ、
ガラス繊維を得るしのが提案されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる熔融紡糸方法では、繊維の取り出
し方向が重力とは逆方向で、繊維の切断を生じやすく、
長繊維を得ることは極めて困難である。さらに、ガラス
繊維を巻き取るワインダおよびサイジング装置などを炉
上部に設置する必要があり、作業性も極めて悪く、工業
的生産には到底適用し得ない。

また、従来のＥガラス長繊維を製造する場合には、高温
（１２００〜１６００℃）下における原料とルツボとの
反応を避けるため、ルツボ材料として白金、白金ロジウ
ム合金などの高価な材料を用いなければならないという
問題がある。

さらに従来の装置では、オキシナイトライドガラスなど
の高温熔融、紡糸に充分な温度（１４００〜１９５０℃
）は得られない。

本発明は、高温空気中での反応性の高いガラス繊維を連
続的にかつ安定して紡糸し得る装置を提供することを目
的とする。

課題を解決オるための手段 すなわち、本発明は原料容器、該原料容器とつながるガ
ラス熔融部、および該熔融部とつながり紡糸用オリフィ
スを備えたブッシングからなるガラス繊維製造装置であ
って、前記原料容器、熔融部およびブッシングの内部が
酸素濃度２００　ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気である
ことを特徴とするガラス繊維製造装置を提供するもので
ある。

酸素濃度が２００　ｐｐｍを超えるとガラスが酸素と反
応し、所望のオキシナイトライドガラスが得られず、ま
た、モリブデン等の炉材と酸素との反応が生ずる。

作用 本発明装置によれば、装置内の不活性ガス雰囲気下、高
温にてガラスの連続熔融、紡糸が行われる。

実施例 つぎに、本発明を実施例にもとづき、添付の図面を参照
してさらに具体的に説明する。第１図は本発明装置の一
具体例を示す断面図である。

本発明のガラス繊維製造装置１００は、原料を溜める原
料容器ＩＯ１該原料容器から供給された原料を熔融する
熔融部２０、該熔融部の下方に設けられたブッシング３
０からなる。

原料容器１０は気密構造を有し、真空ポンプにつながる
ラインＩＩ、酸素濃度計につながるラインＩ２および窒
素ライン１３に接続する。該原１容器１０は、内部に貯
蔵されたガラス原料１４を定量的に排出するスクリュフ
ィーダ１５を介して熔融部２０とつながる。

熔融１１２０はガラスを熔融する熔融ルツボ２Ｉ、該ル
ツボの周囲に設けられた発熱体２２からなる。

本発明装置において前記ガラス熔融ルツボ２１は、モリ
ブデン、タンタル、タングステンなどの安価な材料を用
いることができる。また、オキシナイトライドガラスな
どの特に高い熔融温度を必要とする場合には、窒化ホウ
素などの材料からなるものが好ましい。

該ルツボ２１は下部に直径１．５〜１０ｍｍの１または
２以上の繊維取り出し用細孔２５を有する。該細孔の径
は、紡糸時のガラス粘度、所望の繊度により適宜変更し
てよい。また細孔には開閉シャッタ２６が設けられ、紡
糸開始時まで熔融した原料を溜める。

発熱体２２としては、１５００℃以上、好ましくは１７
００℃以上に昇温可能な発熱体、例えばグラファイトな
どが用いられ、とくに管状のグラファイト製により前記
熔融ルツボ２Ｉを略包囲して加熱するのが好ましい。ま
た、発熱体に用いられる他の材料としては、モリブデン
、タンタル、タングステンなどが挙げられる。なお、前
記熔融ルツボの全部または一部を発熱体とすることも可
能である。

熔融部２０の下方に設けられたブッシング３０は、上部
にヒータ３１、下部に紡糸用オリフィス３２を何し、溶
融ルツボ２１にて溶融したガラスを紡糸温度に保持しな
がら、ガラス繊維の紡糸を行う。オリフィス３２の下方
には窒素雰囲気室３３が設けられ、その酸素濃度は酸素
ａｌ！計３４にてモニタされる。紡糸されたガラス繊Ｑ
４ｔ　Ｉ　Ｏｌは、ワインダ１０２にて捲取られる。

なおブッシングもモリブデン、タンタル、タングステン
などで作成されてよい。

さらに、前記発熱体２２およびブッシング３０は、断熱
材２３に包囲されケーシング２４に収容される。

１１−ンング２４には、窒素ライン２７および真空ポン
プとつながるライン２８が設けられ、少なくとも首記熔
融ルツボ２１の内部および下方のガラス繊維の行路全体
にわたって、酸素濃度２００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰
囲気を形成する。かかる不活性ガス雰囲気は、ガラス繊
維の製造条件に応じ、繊維が数十度以下の温度となるま
で充分な行路長をａするのが好ましく、繊維の引き出し
口は不活性ガス室内が充分な不活性ガス雰囲気を達成し
うるよう充分に狭いのがよい。該引き出し口は開閉自在
であるのがより好ましい。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、特に窒素が好まし
く、ガス室内は外部に対して加圧であるのがよい。この
ようにして本発明装置では、原料容器、熔融部、ブッシ
ングの全てのガラス原料、熔融物の雰囲気が酸素濃度２
００ｐｐｍ以下に保持される。

つぎに前記第１図に示す本発明装置を用いたオキンナイ
トライドガラス繊維の製造について説明する。

所定の原料を原料容器１０に投入し、密閉された原料容
器をライン１１より真空ポンプで吸引しつつ、窒素ライ
ン１３よりＮ、ガスを導入する。

一定時間後真空ボンブへのライン１１を閉じ、ライン１
２を開放して酸素濃度をモニターする。酸素濃度２００
　ｐｐｍ以下になったことを確認後、スクリューフィー
ダー１５にて原料を熔融用ルツボ２１に供給する。熔融
ルツボ２１でガラス原料を熔融し、ついで紡糸温度まで
降温する。つぎに開閉ンヤゾタ−２６を開け、溶融ガラ
スをブッシング３０に落とし紡糸を行う。炉の雰囲気は
酸素濃度計３４でモニターしておく。ブッシング３０に
は電極３５により直接電力を印加しておき、ガラスを加
熱温調する。上記操作において、ガラスの原料組成およ
び工程条件はつぎのとおりであった。

組成（ｍｏ１％）　　Ｓｉｎ。

　ｉ３Ｎｍ ａＯ ｇＯ Ａ　Ｑ　！　Ｏｓ 熔融温度　　　　　１６６０°Ｃ 熔融時間　　　　　２時間 紡糸温度　　　　　１５１０°Ｃ 紡糸速度　　　　　５００ｍ／分 繊維径　　　約１５μｍ ４．６ Ｎ、濃度 原料容器内　　６０ｐｐｍ 炉内　　２０　ｐｐｍ 溶融ルツボ容積　　約１．０Ｑ。

ガラス溶融量　　　約０．８Ｑ ポンプ吸引時間　　約３時間 発明の勿工 本発明装置によれば、ハライドガラス、カルコゲナイド
ガラス、オキンナイトライドガラスなど高温空気中にて
反応性の高いガラスを安定して連続的に紡糸することが
できる。また熔融部のルツボ材料として、モリブデンな
ど安価な材料を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一具体例を示す断面図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 ｌＯ：原料容器、１３：窒素ライン、 ２〇二溶融部、２１：溶融ルツボ、２２：発熱体、２７
：窒素ライン 第１ｒｊ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料容器、該原料容器とつながるガラス熔融部、
   および該熔融部とつながり紡糸用オリフィスを備えたブ
   ッシングからなるガラス繊維製造装置であって、前記原
   料容器、熔融部およびブッシングの内部が酸素濃度２０
   ０ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気であることを特徴とす
   るオキシナイトライドガラス繊維製造装置。