JPH0469573B2 - - Google Patents
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- JPH0469573B2 JPH0469573B2 JP9549586A JP9549586A JPH0469573B2 JP H0469573 B2 JPH0469573 B2 JP H0469573B2 JP 9549586 A JP9549586 A JP 9549586A JP 9549586 A JP9549586 A JP 9549586A JP H0469573 B2 JPH0469573 B2 JP H0469573B2
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Description
[産業上の利用分野]
本発明は粘稠状態にある物質、例えばガラス、
プラスチツク、炭素繊維製造用調整ピツチ、アル
ミン先駆体等から該物質の繊維を製造する方法及
び装置に関する。
[従来の技術]
このような短繊維を効率良く製造する方法とし
てRGJ法(ロータリーガスジエツト法)が本出
願人より提案されている(特公昭58−57374、特
開昭60−86051など)。
RGJ法は、要すれば、溶融ガラス流に沿つて
渦巻き状に高温高圧ガス流を吹き付けて、ガラス
を細繊化する工程を有するものである。
より詳細に述べると、粘稠物質を流出オリフイ
スから流出させ、前記流出オリフイスの周りに周
方向に間隔を置いて配置した、少なくとも3本の
気体噴出ノズルから直線状高速気体流(以下、第
1の高速気体流ということがある。)を吹き出さ
せ、ここにおいて前記気体流の各々は、前記物質
の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線方向
の成分と、前記物質の流出方向に向つてまず前記
物質の中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸
線から徐々に離れていく成分とを有しており、そ
れにより前記物質の流出開始部から前記気体流が
前記物質の中心軸線に最も接近する部分までの範
囲にある第1の区域において、前記物質をその中
心軸線の周りに自転せしめると共に、その流出方
向に向つて断面が徐々に減少する実質上円錐形状
にせしめ、そして第1の区域に続く第2の区域に
おいて、前記物質を円錐形状の先端から繊維状に
せしめて、前記流出方向及び半径方向外方に渦巻
き状に飛び出させ、その後にこの繊維状の前記物
質を前記中心軸線から徐々に離れていく前記気体
流に接触させて、更に引き伸ばしを行うものであ
る。
このRGJ法はオリフイスより流出したガラス
流に沿つて渦巻き状に高温高圧ガス流を吹き付け
てガラスを細繊化するので、熱効率的に優れた繊
維化法であり、細径繊維を効率良く製造できる。
[発明が解決しようとする問題点]
このRGJ法では、次のような改良課題が存在
することが認められた。
生産量を増大させるためにオリフイスからのガ
ラス流出量を増大させると繊維径が大きくなつて
しまう。従つて、7μm以下のガラス繊維、例えば
3〜5μの繊維を得ようとするとガラス流出量に
限度があつて、生産能率を上げることができな
い。
本発明は、かかる課題を克服し、低コストで細
径の短繊維を効率良く製造し得るようにすること
を目的としている。
[問題点を解決するための手段及び作用]
本発明者らは、RGJ法について更に詳細な検
討を加えた結果、
第1の高速気体流の噴出に伴つて、その気体流
の周囲の空気が気体流と共に移動し(この移動空
気を伴流という)オリフイス下方の領域にはその
外周から空気(大気)が流入すること、
この空気は、該下方領域に存在する粘稠物質特
に繊維を冷却すること、
そのため、繊維がより長く延伸される以前に、
延伸力を受けても最早延伸がなされなくなる粘度
にまで該粘稠物質の粘度が高くなつてしまうこ
と、
を知見した。
本発明はかかる知見に基いてなされたものであ
り、オリフイスより流出した溶融ガラス流に沿つ
て渦巻き状に第1の高速気体流を吹き付けてガラ
スを繊維化する従来の基本的なRGJ法において、
該オリフイスの下方領域に加熱された気体を導入
し、粘稠物質とりわけ繊維の早期冷却を防止し、
その細径化を可能とするものである。
即ち、本発明の繊維の製造方法は
粘稠物質を流出オリフイスから流出させ、前記
オリフイスの周りに周方向に間隔を置いて配置し
た、少なくとも3本の第1の気体噴出ノズルから
直線状に第1の高速気体流を吹き出させ、ここに
おいて前記気体流の各々は、前記物質の中心軸線
を横断する断面の外周に沿う接線方向の成分と、
前記物質の流出方向に向つてまず前記物質の中心
軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々
に離れていく成分とを有しており、
それにより、前記粘稠物質の流出流れは中心軸
線の周りに自転しながら徐々に細まり、その後、
繊維状にされて、うずまき状に飛び出され、引き
伸ばされる繊維の製造方法において、
前記オリフイスの下方領域に向けて、周囲か
ら、該下方領域を加温する第2の気体流を、流入
せしめることを特徴とする繊維の製造方法、
であり、また本発明の繊維の製造装置はかかる加
熱された気体の導入手段として、ガスバーナ等の
燃焼ガス供給用のノズル、又は該下方領域へ向つ
て流入する空気の加熱器を設けるようにしたもの
である。
このような本発明によれば、粘稠物質特に繊維
を、長い時間、延伸可能な粘度に保持でき、それ
だけ細径の繊維を得ることが可能となる。しか
も、繊維径も揃い、未繊維化物の発生も少ない。
なお、特開昭60−86051にて提案されている改
良されたRGJ法と、本発明とは、第2の気体流
の作用において根本的に相違することは留意され
るべきである。
即ち、特開昭60−86051では、第1の気体噴出
ノズルから噴出された第1の高速気体により延伸
された繊維に向けて、略水平に、第2の高速の気
体流を噴射し、これによつて該繊維を水平方向に
吹き飛ばすようにしている。
これに対し、本発明では、第2の気体流は、オ
リフイス下方の繊維化領域に周囲から流れ込んで
いた冷たい伴流の少なくとも一部の代替として供
給される燃焼ガス又は加熱空気である。そして、
この第2の気体流は、該領域の加温を行なうもの
であつて、第1の高速気体流によつて延伸された
繊維の飛翔方向を変更することを目的とするもの
ではなく、従つて、特開昭60−86051の如き高速
気体流ではない。
[実施例]
以下、第1図及び第2図に示す実施例を参照し
ながら、本発明について更に詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る繊維化装置の
部分底図面であり、第2図は第1図の−線に
沿つた概略部分断面図である。
第1,2図において、符号1は粘稠な溶融ガラ
ス2を保持する繊維化装置(白金ポツト)であ
り、底部に溶融ガラス流出オリフイス3が複数
個、所定間隔毎に設けられている。Mはこのオリ
フイス3の開口であり、溶融ガラス2がコーン4
を形成しながら流出している。
a1,b1,a′1,b′1は溶融ガラス流出オリフイス
3(開口M)の周囲にほぼ対称に配置され、白金
ポツト1の底壁内に貫設されたマニホルド5,
5′に連通している第1の気体(ガス)噴出ノズ
ル6,6′の開口を示す。
これら第1の気体噴出ノズル6,6′は、それ
らの噴出口が、前記オリフイス3から流出する粘
稠物質たる溶融ガラス2の中心軸線を横断する断
面の外周に沿う接線方向の成分と、溶融ガラス2
の流出方向に向つてまず該流出流れの中心軸線に
徐々に接近し、次に該中心軸線から徐々に離れて
いく成分とを有する方向を指向して配設されてい
る。
なお、第1図において第1のガス噴出ノズルは
4個示されているが、その数は制限的ではない。
また、本発明のガラス繊維化装置においては第1
のガス噴出ノズル溶融ガラス流出オリフイス3の
周囲にほぼ対称に配置されているのが好適であ
る。
さらにまた、第1のガス噴出ノズルの外側に補
助のガス噴出ノズルを複数個設けてもよく、その
中心軸は第1のガス噴出ノズルの中心軸線が流出
オリフイス3の中心軸線に最も接近する点、即
ち、第1の収斂点Aの更に下方であつて該溶融ガ
ラス流出オリフイス3の中心軸上にほぼ収斂する
か又は完全に収斂する第2の収斂点を有している
か、あるいは該溶融ガラス流出オリフイスの中心
軸に平行であつてもよい。
第1,2図において8,8′は、オリフイス3
の下方領域に、該領域加温用の第2の気体流を流
入させるための第2のノズルであつて、オリフイ
ス3を挟んで対向配置されている。なお、本実施
例では、ノズル8,8′はガスバーナのノズルと
なつており、ブタン等の燃料ガスと空気等の酸素
を含むガスとが導入され、その燃焼ガスが第2の
気体流9,9′としてオリフイス中心軸へ向つて
流れ込むよう略水平姿勢にて設置されている。
なお、白金ポツト1の底部両脇に、その長手方
向に延在するように長管を配設し、この長管のオ
リフイス3と対応する箇所に燃焼口として開口を
設けてスリツトバーナとなし、この開口から第2
の気体流を発生させるよう構成してもよい。
而して、第1のガス噴出ノズルの開口a1,a′1,
b1,b′1より出た第1の高速気体流(ガス流)に
よつて回転力を受けたガラス流は、第1のガス噴
出ノズル4,4′からのガスがオリフイス3の中
心軸に最も接近する地点たる収斂点Aを通り過ぎ
た所で開放され、それ自身が有していた遠心力で
ガラス流出オリフイス3の中心軸と直交する半径
方向へと飛び出し、繊維となるのであるが、本実
施例装置では、第2のノズル8,8′から供給さ
れる燃焼ガス9,9′によりオリフイス3下方の
繊維化領域の加温がなされるので、生じた繊維の
冷却速度が小さく、長い時間にわたつて延伸可能
な粘性となる温度域に保持される。そして、これ
により、細径の繊維が得られるようになる。
なお、前述の補助のガス噴出ノズルを設けた場
合には、補助ガス噴出ノズルから吹き出されたガ
ス流はガラス流を効率よく繊維化するのに役立
ち、より細い繊維が得られる。
第2のノズル8,8′からのガス流9,9′の熱
エネルギーKca/hr量は、第1の高速気体流の
20〜150%とりわけ30〜100%程度とするのが好適
である。
また、第2のノズル8,8′からのガス流9,
9′の温度はガラス繊維を作る場合においては500
℃以上、好ましくは800℃以上が良い。但し、ガ
ラス組成によつても異なるがあまり高くしすぎる
と繊維が再溶解し、その表面張力が勝り球状とな
る。
第1,2図に示す本発明のガラス繊維化装置の
その他の好ましい条件を示せば以下の通りであ
る。
オリフイス直径及びノズルの直径と長さ
溶融ガラス流出オリフイスの直径
(第2図のD0):0.4〜2.5mm、
好ましくは0.5〜2.0mm
第1のガス噴出ノズルの直径(第2図のD1):
0.2〜1.5mm、
好ましくは0.5〜0.8mm
第1のガス噴出ノズルの長さ(第2図のG1):
1〜7.5mm、
好ましくは1.5〜4.0mm
断面における第1のガス噴出ノズルの位置関係
開口面における中心軸間の距離
(第2図のS1):1〜5mm、
好ましくは1.2〜4mm
溶融ガラス流出オリフイスの中心軸に垂直な
仮想平面と第1のガス噴出ノズルの中心 軸とが
なす角(第2図のα):20〜70°、
好ましくは35〜55°
開口面と第1の収斂点Aとの間の垂直距離
(第2図のL1):0.5〜3mm、
好ましくは1〜2mm
断面における第2のノズルの位置関係
第1のガス噴出ノズル底面下100mm以内、好ま
しくは60mm以内の空間を第2のガスノズルにより
加熱するのが好ましい。
平面におけるガス噴出ノズルの位置関係
溶融ガラス流出オリフイスに対向して位置する
2つの第1ガス噴出ノズルの関係、即ち第1の収
斂点Aを通り、溶融ガラス流出オリフイス中心軸
に垂直な仮想平面内における2つのガス噴出ノズ
ル中心軸間の距離(第1図のSG):0.5〜2mm、好
ましくは0.7〜1.5mm
隣り合う溶融ガラス流出オリフイスの中心軸間
の距離(第1図のP):1.0〜20mm、好ましくは
1.5〜7mm
第3図は本発明の異なる実施例装置の縦断面図
である。この実施例では、第2のノズルの代わり
に電気ヒータ10を、オリフイス3の下方領域を
囲むように格子窓状に設けた点において、第1,
2図の実施例と相違する。
この実施例装置では、第1の高速気体流に伴つ
て該オリフイス下方領域に流れ込む空気が、ヒー
タ10の間を通過することによつて加熱されるの
で、該下方領域における冷気流入による温度低下
が抑制される。そして、溶融ガラスや繊維がそれ
だけ長い時間延伸可能な粘度となる温度域に保持
され、細い繊維が得られるようになる。
なお、電気ヒータ10としては、第4図の如く
環状のものをオリフイス3を囲むように設けても
良く、あるいは第5図の如くポツト1の両脇部に
沿つて延在するように設けても良い。
第6図は本発明のさらに別の実施例を説明する
断面図である。この実施例では第2のノズル8,
8′の脇の部分からオリフイス3の下方領域に大
気が流入するのを防止するために、該下方領域と
その外周囲とを隔絶するための隔板11が設けら
れている。この隔板は、第4図の環状ヒータの如
くオリフイス3の下方領域を取り囲むように円筒
形状としても良く、あるいは第5図の長手ヒータ
の如く白金ポツト1の両脇部に沿つて長壁状に設
けても良い。あるいは、ノズル8,8′の近傍に
のみ設けても良い。
第7図は、電気ヒータと隔板とを併用した実施
例を示す要部底面図である。
この第7図の実施例では、ヒータ10はオリフ
イス3の側方部分のみに配置され、各ヒータ10
同志の間に隔板11が配置されている。
第6,7図の如く隔板を設ければ、それだけオ
リフイス3の下方領域への冷たい大気の流入が減
少し、さらに細い繊維を得ることが可能となる。
なお、第2のノズル8,8′やヒータ10、隔
板11等は、オリフイス3の中心軸を挟んでなる
べく対称となるように配置し、オリフイス下方領
域への流入気体の流れが均等化するように構成す
るのが好ましい。
以下、製造実施例と比較例について説明する。
実施例 1
第1,2図に示す実施例装置を用い、SiO240
%,A2O313%,CaO22%,Na2O+K2O18%,
B2O34%からなる組成の溶融ガラスを40Kg/Hr
及び90Kg/Hrの割合で流出させ、第1の気体噴
出ノズル6,6′に連通するマニホルド5,5′の
内圧を3Kg/cm2、気体温度を1200℃に保ちつつ、
第1の高速気体流を噴出させ、更にスリツト幅S3
=15mmを有する第2のノズルよりブタン燃焼ガス
を発生させた。
ブタン使用量が1Kg/Hr及び2Kg/Hrのとき
の得られた平均繊維径を第1表に示す。
比較例 1
第2のノズルによるブタンの燃焼を行なわなか
つたこと以外は実施例1と同様にしてガラス繊維
を製造した。得られた繊維の平均径を第1表に示
す。
第1表より、実施例によれば比較例に比べ、15
〜30%程度、径の小さい繊維が得られることが認
められる。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to substances in a viscous state, such as glass,
The present invention relates to a method and apparatus for producing fibers of such materials from plastics, prepared pitches for producing carbon fibers, aluminum precursors, and the like. [Prior Art] The applicant has proposed the RGJ method (rotary gas jet method) as a method for efficiently producing such short fibers (Japanese Patent Publication No. 58-57374, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-86051, etc.). . The RGJ method, if necessary, has a step of blowing a high-temperature, high-pressure gas flow in a spiral shape along a molten glass flow to make the glass fine. More specifically, the viscous material is caused to flow out of an outflow orifice, and a linear high-velocity gas stream (hereinafter referred to as a first ) is blown out, where each of the gas flows has a tangential component along the outer periphery of a cross section that crosses the central axis of the substance, and a component in the tangential direction along the outer periphery of the cross section that crosses the central axis of the substance, and a component in the tangential direction along the outer circumference of the cross section that crosses the central axis of the substance The gas flow has a component that first gradually approaches the central axis of the substance and then gradually moves away from the central axis, so that the gas flow from the outflow start part of the substance is directed toward the central axis of the substance. in a first zone extending to the closest point, causing the substance to rotate about its central axis and to have a substantially conical shape with a cross section that gradually decreases in the direction of its outflow; In a second zone following the zone, the substance is fibrous from the tip of the conical shape and spiraled outward in the outflow direction and radial direction, and then the fibrous substance is blown out from the center. Further stretching is performed by contacting the gas flow that gradually moves away from the axis. The RGJ method blows a high-temperature, high-pressure gas flow spirally along the glass flow flowing out of an orifice to make the glass into fine fibers, so it is a fiberization method with excellent thermal efficiency and can efficiently produce small-diameter fibers. . [Problems to be Solved by the Invention] It has been recognized that the following improvement issues exist in this RGJ method. If the amount of glass flowing out from the orifice is increased in order to increase production, the fiber diameter will increase. Therefore, when trying to obtain glass fibers of 7 μm or less, for example, 3 to 5 μm, there is a limit to the amount of glass flowing out, making it impossible to increase production efficiency. It is an object of the present invention to overcome such problems and to enable efficient production of short fibers with a small diameter at low cost. [Means and effects for solving the problem] As a result of further detailed study on the RGJ method, the present inventors found that as the first high-speed gas flow is ejected, the air surrounding the gas flow Air (atmosphere) moves with the gas flow (this moving air is called a wake) and flows into the area below the orifice from its outer periphery, and this air cools the viscous material, especially the fibers, present in the area below. Therefore, before the fibers are drawn longer,
It has been found that the viscosity of the viscous substance increases to such a level that it no longer stretches even when subjected to a stretching force. The present invention was made based on this knowledge, and in the conventional basic RGJ method in which glass is made into fibers by blowing a first high-speed gas flow in a spiral shape along the molten glass flow flowing out from an orifice,
introducing heated gas into the lower region of the orifice to prevent premature cooling of viscous materials, especially fibers;
This allows the diameter to be reduced. That is, the method for manufacturing fibers of the present invention comprises: flowing a viscous substance through an outflow orifice, and injecting a viscous substance in a straight line from at least three first gas jet nozzles circumferentially spaced around the orifice. 1 of high-velocity gas streams, each of the gas streams having a tangential component along the outer circumference of a cross-section transverse to the central axis of the material;
The outflow flow of the viscous substance has a component that first gradually approaches the central axis of the substance and then gradually moves away from the central axis in the outflow direction of the substance, so that the outflow flow of the viscous substance is It gradually narrows while rotating around its central axis, and then
A method for producing fibers in which the fibers are made into fibers, spun out in a spiral shape, and stretched, including the step of flowing a second gas flow from the periphery toward the lower region of the orifice to heat the lower region. A fiber manufacturing method according to the present invention is characterized in that the fiber manufacturing apparatus of the present invention uses a nozzle for supplying combustion gas such as a gas burner, or air flowing toward the lower region as a means for introducing the heated gas. The system is equipped with a heater. According to the present invention, a viscous substance, particularly fibers, can be maintained at a viscosity that allows drawing for a long time, and fibers with a correspondingly smaller diameter can be obtained. Furthermore, the fiber diameters are uniform, and there is little generation of unfibered material. It should be noted that the improved RGJ method proposed in JP-A-60-86051 and the present invention are fundamentally different in the action of the second gas flow. That is, in JP-A-60-86051, a second high-speed gas flow is injected approximately horizontally toward the fibers stretched by the first high-speed gas ejected from the first gas ejection nozzle; The fibers are blown away in the horizontal direction. In contrast, in the present invention, the second gas stream is combustion gas or heated air supplied as a replacement for at least a portion of the cold wake flowing into the fiberizing region below the orifice from the surroundings. and,
The purpose of this second gas flow is to heat the region, and is not intended to change the flying direction of the fibers drawn by the first high-speed gas flow. , it is not a high-speed gas flow as in JP-A-60-86051. [Example] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the example shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a partial bottom view of a fiberizing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic partial sectional view taken along the line - in FIG. 1. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a fiberizing device (platinum pot) that holds viscous molten glass 2, and a plurality of molten glass outflow orifices 3 are provided at predetermined intervals at the bottom. M is the opening of this orifice 3, and the molten glass 2 enters the cone 4.
It flows out while forming. a 1 , b 1 , a′ 1 , b′ 1 are arranged almost symmetrically around the molten glass outflow orifice 3 (opening M), and are connected to a manifold 5, which is inserted through the bottom wall of the platinum pot 1.
The openings of the first gas ejection nozzles 6, 6' communicating with the gas nozzles 5' are shown. These first gas jetting nozzles 6, 6' have their spouting ports that emit a component in a tangential direction along the outer periphery of a cross section that crosses the central axis of the molten glass 2, which is a viscous material flowing out from the orifice 3, and glass 2
The outflow flow is disposed so as to be oriented in a direction having components that first gradually approach the central axis of the outflow flow and then gradually move away from the central axis of the outflow flow. Although four first gas ejection nozzles are shown in FIG. 1, the number is not limited.
Moreover, in the glass fiber forming apparatus of the present invention, the first
The gas ejection nozzles are preferably arranged approximately symmetrically around the molten glass outflow orifice 3. Furthermore, a plurality of auxiliary gas ejection nozzles may be provided outside the first gas ejection nozzle, the center axis of which is the point where the center axis of the first gas ejection nozzle is closest to the center axis of the outflow orifice 3. , that is, the molten glass has a second convergence point further below the first convergence point A and substantially or completely converges on the central axis of the molten glass outflow orifice 3, or the molten glass It may be parallel to the central axis of the outlet orifice. In Figures 1 and 2, 8 and 8' are orifices 3
A second nozzle for causing a second gas flow for heating the region to flow into the lower region of the nozzle, and is disposed opposite to the orifice 3. In this embodiment, the nozzles 8 and 8' are gas burner nozzles, into which a fuel gas such as butane and a gas containing oxygen such as air are introduced, and the combustion gas is passed through the second gas flow 9, 9' is installed in a substantially horizontal position so as to flow toward the center axis of the orifice. In addition, a long pipe is arranged on both sides of the bottom of the platinum pot 1 so as to extend in the longitudinal direction, and an opening is provided as a combustion port at a location corresponding to the orifice 3 of this long pipe to form a slit burner. 2nd from the opening
It may be configured to generate a gas flow of . Thus, the openings a 1 , a′ 1 , a′ 1 , of the first gas jet nozzle,
The glass flow receives a rotational force from the first high-speed gas flow (gas flow) emitted from b 1 and b' 1 , and the gas from the first gas jet nozzles 4 and 4' reaches the center axis of the orifice 3. When it passes the convergence point A, which is the point closest to the glass, it is released, and its own centrifugal force causes it to fly out in the radial direction perpendicular to the central axis of the glass outflow orifice 3, becoming fibers. In the device of this embodiment, the combustion gases 9, 9' supplied from the second nozzles 8, 8' heat the fiberization area below the orifice 3, so the cooling rate of the produced fibers is small and the fibers are long. The material is maintained in a temperature range that provides a viscosity that allows stretching over a period of time. As a result, fibers with a small diameter can be obtained. In addition, when the above-mentioned auxiliary gas ejection nozzle is provided, the gas flow blown out from the auxiliary gas ejection nozzle helps to efficiently fiberize the glass flow, so that thinner fibers can be obtained. The amount of thermal energy Kca/hr of the gas streams 9, 9' from the second nozzles 8, 8' is equal to that of the first high-speed gas stream.
It is preferably about 20 to 150%, especially about 30 to 100%. Also, the gas flow 9, from the second nozzle 8, 8'
The temperature of 9' is 500℃ when making glass fiber.
℃ or higher, preferably 800℃ or higher. However, although it varies depending on the glass composition, if the temperature is too high, the fibers will re-melt and their surface tension will prevail, resulting in a spherical shape. Other preferable conditions for the glass fiber forming apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 are as follows. Orifice diameter and nozzle diameter and length Diameter of the molten glass outflow orifice (D 0 in Figure 2): 0.4 to 2.5 mm, preferably 0.5 to 2.0 mm Diameter of the first gas injection nozzle (D 1 in Figure 2) ): 0.2 to 1.5 mm, preferably 0.5 to 0.8 mm Length of the first gas jet nozzle (G 1 in Figure 2): 1 to 7.5 mm, preferably 1.5 to 4.0 mm First gas jet nozzle in cross section Positional relationship: Distance between the central axes on the opening plane (S 1 in Figure 2): 1 to 5 mm, preferably 1.2 to 4 mm The virtual plane perpendicular to the central axis of the molten glass outflow orifice and the center of the first gas jet nozzle Angle with the axis (α in Figure 2): 20 to 70°, preferably 35 to 55° Vertical distance between the aperture surface and the first convergence point A (L 1 in Figure 2): 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm Positional relationship of the second nozzle in cross section It is preferable that the space within 100 mm, preferably within 60 mm below the bottom of the first gas jet nozzle is heated by the second gas nozzle. Positional relationship of gas jetting nozzles in a plane Relationship between two first gas jetting nozzles located opposite to the molten glass outflow orifice, that is, in a virtual plane that passes through the first convergence point A and is perpendicular to the central axis of the molten glass outflow orifice. Distance between the central axes of two gas ejection nozzles (S G in Figure 1): 0.5 to 2 mm, preferably 0.7 to 1.5 mm Distance between the central axes of adjacent molten glass outflow orifices (P in Figure 1): 1.0~20mm, preferably
1.5 to 7 mm FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a device according to a different embodiment of the present invention. In this embodiment, the first,
This is different from the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the air flowing into the lower region of the orifice with the first high-speed gas flow is heated by passing between the heaters 10, so that the temperature decrease due to the inflow of cold air in the lower region is prevented. suppressed. Then, the molten glass and fibers are kept in a temperature range that has a viscosity that allows them to be drawn for a longer period of time, and thinner fibers can be obtained. The electric heater 10 may be annular as shown in FIG. 4 and may be provided to surround the orifice 3, or may be provided so as to extend along both sides of the pot 1 as shown in FIG. Also good. FIG. 6 is a sectional view illustrating still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the second nozzle 8,
In order to prevent the atmosphere from flowing into the lower area of the orifice 3 from the side portion of the orifice 8', a partition plate 11 is provided to isolate the lower area from the outer periphery thereof. This partition plate may have a cylindrical shape so as to surround the lower area of the orifice 3, as in the annular heater shown in FIG. It may be provided. Alternatively, it may be provided only near the nozzles 8, 8'. FIG. 7 is a bottom view of essential parts showing an embodiment in which an electric heater and a partition plate are used together. In the embodiment shown in FIG.
A partition plate 11 is arranged between them. If a partition plate is provided as shown in FIGS. 6 and 7, the inflow of cold air into the region below the orifice 3 will be reduced accordingly, making it possible to obtain even thinner fibers. The second nozzles 8, 8', the heater 10, the partition plate 11, etc. are arranged as symmetrically as possible across the central axis of the orifice 3, so that the flow of gas flowing into the region below the orifice is equalized. It is preferable to configure it as follows. Manufacturing examples and comparative examples will be described below. Example 1 Using the example apparatus shown in Figs. 1 and 2, SiO 2 40
%, A 2 O 3 13%, CaO 22%, Na 2 O + K 2 O 18%,
40Kg/Hr of molten glass with a composition of 4% B 2 O 3
and flowing out at a rate of 90 Kg/Hr, while maintaining the internal pressure of the manifolds 5, 5' communicating with the first gas jet nozzles 6, 6' at 3 Kg/cm 2 and the gas temperature at 1200°C.
The first high-speed gas flow is ejected, and the slit width S 3
Butane combustion gas was generated from a second nozzle having a diameter of 15 mm. Table 1 shows the average fiber diameters obtained when the amount of butane used was 1 Kg/Hr and 2 Kg/Hr. Comparative Example 1 Glass fibers were produced in the same manner as in Example 1, except that butane was not combusted through the second nozzle. Table 1 shows the average diameter of the obtained fibers. From Table 1, according to the example, compared to the comparative example, 15
It is observed that fibers with a smaller diameter by ~30% can be obtained.
【表】
[効果]
本発明によれば、オリフイスの下方の繊維化領
域に燃焼ガスや加熱空気等が流入するので、該領
域の温度保持がなされ、第1の高速気体流によつ
て引き伸ばされる繊維が延伸可能な粘度に長時間
保持され、繊維径の揃つた細径繊維が得られる。
また、第1の高速気体流の流れが乱されることが
なく、未繊維化物の殆ど含まない高品質の繊維の
製造が可能である。
また、第2の気体流の温度及び/又は流量を調
節することにより、延伸の程度を調節でき、繊維
径の調節を容易に行なえるようになり、その調節
幅も広くなる。
本発明により溶融ガラスの繊維化を実施する場
合には、第1のガス噴出ノズルのみを有するガラ
ス繊維化装置を用いた場合と比較して、細い繊維
が容易に得られる。また、火炎延伸法と比較する
と加熱延伸に用いる熱エネルギーも少量であり、
極めて細い繊維が安価に得られる。[Table] [Effects] According to the present invention, combustion gas, heated air, etc. flow into the fiberization region below the orifice, so the temperature of the region is maintained and the fibers are stretched by the first high-speed gas flow. The fibers are maintained at a viscosity that allows them to be drawn for a long time, and small fibers with uniform fiber diameters can be obtained.
Furthermore, the flow of the first high-speed gas flow is not disturbed, and high-quality fibers containing almost no unfiberized material can be produced. Further, by adjusting the temperature and/or flow rate of the second gas flow, the degree of stretching can be adjusted, and the fiber diameter can be easily adjusted, and the range of adjustment can be widened. When performing fiberization of molten glass according to the present invention, thin fibers can be easily obtained compared to the case where a glass fiberization apparatus having only the first gas jet nozzle is used. In addition, compared to the flame stretching method, the thermal energy used for heating stretching is small.
Very fine fibers can be obtained at low cost.
第1図は本発明の繊維化装置の一実施態様の概
略部分底面図であり、第2図は第1図の−線
に沿つた概略部分断面図である。第3図は本発明
の別の実施例を説明する断面図、第4図及び第5
図は同部分底面図、第6図及び第7図は、それぞ
れさらに異なる実施例を説明する断面図及び部分
底面図である。
2……溶融ガラス、3……流出オリフイス、
6,6′……第1の気体噴出ノズル、8,8′……
第2のノズル、9,9′……第2の気体流、10
……電気ヒータ、11……隔板。
FIG. 1 is a schematic partial bottom view of an embodiment of the fiberizing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line - in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view illustrating another embodiment of the present invention, and FIGS.
The figure is a partial bottom view, and FIGS. 6 and 7 are a sectional view and a partial bottom view, respectively, illustrating further different embodiments. 2... Molten glass, 3... Outflow orifice,
6, 6'...first gas jet nozzle, 8, 8'...
Second nozzle, 9, 9'...second gas flow, 10
...Electric heater, 11...Diameter.
Claims (1)
オリフイスから流出させ、前記オリフイスの周り
に周方向に間隔を置いて配置した、少なくとも3
本の第1の気体噴出ノズルから直線状に第1の加
熱高速気体流を吹き出させ、ここにおいて前記気
体流の各々は、前記物質の中心軸線を横断する断
面の外周に沿う接線方向の成分と、前記物質の流
出方向に向つてまず前記物質の中心軸線に徐々に
接近し、次に前記中心軸線から徐々に離れていく
成分とを有しており、 それにより、前記粘稠物質の流出流れは中心軸
線の周りに自転しながら徐々に細まり、その後、
繊維状にされて、うずまき状に飛び出され、引き
伸ばされる繊維の製造方法において、 前記オリフイスの下方領域に向けて、周囲か
ら、該下方領域を加温する第2の加熱気体を、流
入せしめることを特徴とする繊維の製造方法。 2 第2の気体流は燃焼ガス又は加熱された空気
である特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 粘稠物質を流出させるための流出オリフイス
と、前記流出オリフイスの周りに周方向に間隔を
置いて配置した少なくとも3本の第1の気体噴出
ノズルを備え、これら第1の気体噴出ノズルは、
それらの噴出口が、前記物質の中心軸線を横断す
る断面の外周に沿う接線方向の成分と、前記物質
の流出方向に向つてまず前記物質の中心軸線に
徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々に離れ
ていく成分とを有する方向を指向して配設されて
いる繊維製造装置において、 燃焼ガスを前記オリフイスの下方領域に向けて
供給するための第2のノズルを略水平に設けたこ
とを特徴とする繊維の製造装置。 4 該第2のノズルは、複数個、配置されている
特許請求の範囲第3項に記載の装置。 5 前記オリフイスの下方領域とその外周囲との
少なくとも一部を隔絶するための隔板が設けられ
ている特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の
装置。 6 粘稠物質を流出させるための流出オリフイス
と、前記流出オリフイスの周りに周方向に間隔を
置いて配置した少なくとも3本の第1の気体噴出
ノズルを備え、これら第1の気体噴出ノズルは、
それらの噴出口が、前記物質の中心軸線を横断す
る断面の外周に沿う接線方向の成分と、前記物質
の流出方向に向つてまず前記物質の中心軸線に
徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々に離れ
ていく成分とを有する方向を指向して配設されて
いる繊維製造装置において、 前記オリフイスの下方領域へ向つてその周囲か
ら流入する空気を加熱するための加熱器を設けた
ことを特徴とする繊維の製造装置。 7 前記オリフイスの下方領域とその外周囲との
一部を隔絶するための隔板が設けられている特許
請求の範囲第6項に記載の装置。[Scope of Claims] 1. A viscous material obtained by heating a heat-softening material is caused to flow out from an outflow orifice, and at least three at least three viscous materials are arranged around the orifice at intervals in the circumferential direction.
A first heated high-velocity gas flow is blown out in a straight line from a first gas ejection nozzle of the book, wherein each of the gas flows has a tangential component along the outer circumference of a cross section transverse to the central axis of the substance. , and a component that first gradually approaches the central axis of the substance and then gradually moves away from the central axis in the outflow direction of the substance, whereby the outflow flow of the viscous substance gradually narrows while rotating around the central axis, and then
A method for producing fibers in which the fibers are made into fibers, spun out in a spiral shape, and stretched, including the step of flowing a second heated gas from the periphery toward the lower region of the orifice to heat the lower region. Characteristic fiber manufacturing method. 2. The method of claim 1, wherein the second gas stream is combustion gas or heated air. 3. An outflow orifice for outflowing a viscous substance, and at least three first gas ejection nozzles circumferentially spaced around the outflow orifice, the first gas ejection nozzles comprising:
The jet ports gradually approach the central axis of the substance in the direction of the outflow direction of the substance, and then the central axis of the substance. A second nozzle for supplying combustion gas toward a region below the orifice is provided substantially horizontally in a fiber manufacturing apparatus that is disposed so as to be oriented in a direction in which a component gradually moves away from the orifice. A fiber manufacturing device characterized by: 4. The device according to claim 3, wherein a plurality of the second nozzles are arranged. 5. The device according to claim 3 or 4, further comprising a partition plate for separating at least a portion of the lower region of the orifice from its outer periphery. 6 comprising an outflow orifice for outflowing a viscous substance and at least three first gas ejection nozzles circumferentially spaced around the outflow orifice, the first gas ejection nozzles comprising:
The jet ports gradually approach the central axis of the substance in the direction of the outflow direction of the substance, and then the central axis of the substance. In the fiber manufacturing apparatus, which is disposed so as to be oriented in a direction in which a component gradually moves away from the orifice, a heater is provided for heating air flowing from around the orifice toward a lower region of the orifice. Fiber manufacturing equipment featuring: 7. The device according to claim 6, further comprising a diaphragm for separating a portion of the lower region of the orifice from its outer periphery.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9549586A JPS62252336A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Production of fiber and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9549586A JPS62252336A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Production of fiber and device therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62252336A JPS62252336A (en) | 1987-11-04 |
JPH0469573B2 true JPH0469573B2 (en) | 1992-11-06 |
Family
ID=14139179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9549586A Granted JPS62252336A (en) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | Production of fiber and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62252336A (en) |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP9549586A patent/JPS62252336A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62252336A (en) | 1987-11-04 |
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