JPH06228806A - 異形断面ガラス繊維紡糸用ノズルチップ、異形断面ガラス繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断面の変形比の大きな異形断面ガラス繊維を
製造するためのノズルチップを提供する。 【構成】 ノズルチップ１２の外周部先端から下方に延
びる複数個の凸状縁１４を設ける。それによりオリフィ
ス孔１３を流下する溶融ガラスはオリフィス孔出口にお
いて中央部から流出する流れと凸状縁１４の内壁に沿っ
て流下する流れに分離し、オリフィス孔中央からの流れ
は凸状縁の内壁に沿う流れに引寄せられ凸状縁に対応す
る部分が突出した異形断面ガラス繊維が得られる。この
ノズルチップにより形成されるガラス繊維断面の変形比
は２．３以上という大きなものとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強化プラスチック、特に
熱可塑性プラスチック用ガラス繊維として、使用される
異形断面、即ち非円形断面を有するガラス繊維を紡糸す
るためのノズルチップ及び該ノズルチップにより紡糸す
ることのできる異形断面ガラス繊維、更に、該ノズルチ
ップを用いて異形断面ガラス繊維を紡糸する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】異形断面ガラス繊維を製造するためにこ
れまでいくつかの方法が開示されている。例えば特開昭
６２−１８７１３７号は断面形状が楕円形、まゆ型など
の非円形断面のノズルを使用する方法を開示している。
また、特開昭６１−２１９７３２号は、複数のオリフィ
ス孔を近接して配置し、そのオリフィス孔から紡糸され
た複数の溶融ガラスを、ある程度温度が低下し粘度が高
くなった時点で接合して製造する方法を開示している。
更に特開昭６２−１８７１３６号では、特開昭６１−２
１９７３２号の方法の作業性を改善するためにノズルチ
ップを利用する方法を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガラス繊維は、一般に
溶融ガラスを多数のノズルを形成したブッシングから紡
出して製造されるが、このときブッシング内の溶融ガラ
スは約１２００℃の高温度であり、１０００ｐｏｉｓｅ
程度の粘度である。このような粘度が低く、表面張力が
高い溶融ガラスを、異形断面ガラス繊維を高速で紡糸す
る場合、例えば特開昭６２−１８７１３７号のように非
円形断面のノズルを使用しても、紡糸直後のガラス繊維
は高い表面張力と巻取装置からの機械的延伸力を受けて
円形断面となりがちであり、安定して異形断面ガラス繊
維を得ることが困難である。また特開昭６２−１８７１
３６号による方法では、複数のオリフィス孔から流出し
た溶融ガラスを極めて短い時間で接合させるため、複数
のオリフィス孔の間隔の設定に可成りの注意が必要であ
る。オリフィス孔の間隔が接近し過ぎるとフィラメント
断面は円形になりやすく、逆に大き過ぎると溶融ガラス
が接合せず、複数の円形断面のフィラメントとなってし
まう。これを補うため、複数のオリフィス孔の開口する
面を凹面とすることがあるが、この場合もオリフィス孔
の間隔及び凹面の角度の範囲は限定されるのでこの方法
で得られる繊維断面の変形比には限界がある。

【０００４】ガラスフレーク、ガラス繊維、及びガラス
フレークとガラス繊維との混合物が、補強材として用い
られた成形品の曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾッド衝撃
強度等の機械的物性の向上、樹脂の流れ方向の成形収縮
率と樹脂の流れに直角な方向の成形収縮率をほぼ等しく
し（収縮率の異方性が少ない）、且つ収縮率を低下させ
る等の寸法安定性の向上、熱変形温度の向上、成形品の
表面の凹凸、ざらつき、補強材の浮き等の無い外観の良
さを与えること等を目的として、熱可塑性樹脂等の補強
材として広く用いられている。

【０００５】しかしながら、ガラスフレークを補強材と
して用いた場合、成形品は収縮率の異方性が少なく、線
膨脹係数の異方性も少ないためにそりがなく、また成形
品の表面の凹凸、ざらつき、補強材の浮きが少ないため
に外観が良い等の効果があるが、曲げ強度、曲げ弾性
率、アイゾッド衝撃強度等の機械的物性についてはほと
んど効果はなく、収縮率及び線膨脹係数の絶対値につい
ても十分でない等の問題がある。

【０００６】ガラス繊維としてチョップドストランドを
用いた場合、ガラス繊維の充填量が増すにつれて、曲げ
強度、曲げ弾性率、アイゾッド衝撃強度等の機械的物
性、収縮率が向上する反面、材料の異方性が大きくな
る。例えば、寸法安定性についていえば、線膨脹係数・
成形収縮率ともに成形時の樹脂の流動方向については、
小さくできるが、流動方向に対し直角の方向について
は、ガラス繊維の充填量を増しても小さくならないた
め、実際の製品の寸法安定性としては不十分であり、樹
脂ゲート位置等の金型設計及び製品設計上、大きな制約
を受ける。

【０００７】材料の異方性が極めて少なく、機械的物性
に極めて優れた補強材、即ち、事務機器、特に複写機、
ファクシミリ用として機械的物性（ボルト等の締め付け
に耐える。機械の重量を支える。振動しにくい。）が高
く、外観が良好で、特に線膨脹係数（環境温度による寸
法変化の少ないこと）・成形収縮率（設計寸法と成形品
の寸法との誤差が小さく、成形品の寸法のバラツキが小
さいこと）などの寸法安定性が流動方向・直角方向とも
に極めて優れた樹脂材料が得られる補強材はない。

【０００８】本発明は上記従来の方法による問題を解決
し、扁平形状、多角形等の異形断面のガラス繊維、特に
変形比の大きい長円形、楕円形、まゆ形等の形状のガラ
ス繊維を提供することと、かかる異形断面ガラス繊維
を、紡糸時の断糸が少なく、安定して得られる異形断面
ガラス繊維紡糸用ノズルチップを提供すること、及び該
ノズルチップを使用して前記異形断面ガラス繊維を製造
する方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の異形断面ガラス
繊維紡糸用ノズルチップは、上記目的を達成するため
に、単数又は複数のオリフィス孔を有するノズルチップ
の外周部先端から下方に延びる複数の凸状縁を設けたこ
とを特徴とし、上記ノズルチップによって形成された異
形断面ガラス繊維は繊維断面における最長径の最短径に
対する比が２．３以上であることを特徴とする。更に本
発明の異形断面ガラス繊維の製造方法は、上記ノズルチ
ップから溶融ガラスを流出させることを特徴とする。

【００１０】

【作用】図３は通常の円形断面のガラス繊維を紡糸する
ための単数のオリフィス孔を有するノズルチップを示
し、オリフィス孔から流出した溶融ガラスは巻取装置か
らの延伸力を受けてコーンを形成し円形断面に繊維化さ
れる。これに対し図４は本発明の一実施例を示し、ノズ
ルチップ１２の外周部先端から下方に延びる凸状縁１４
の存在のためオリフィス孔１３を流下する溶融ガラスの
流れはオリフィス孔出口において中央部から流出する流
れと凸状縁１４の内壁に沿って流下する流れに分離し、
オリフィス孔中央からの流れは凸状縁の内壁に沿う流れ
に引寄せられ凸状縁の先端において凸状縁に接する部分
が突出しその他の部分が収縮した非円形断面の溶融ガラ
スとなりほぼこの断面形状を保持しながら延伸され、繊
維化される。

【００１１】本発明のノズルチップによると、種々の形
状の異形断面ガラス繊維が得られる。この内、扁平な本
発明の異形断面ガラス繊維について述べると、本発明の
異形断面ガラス繊維は、従来の円形断面に比べ、比表面
積が大きいので、ガラス繊維と樹脂との間の全接着力が
大きく補強効果が向上する。さらに、ガラス繊維の断面
の凸部が他のガラス繊維の断面の凹部に嵌まり込むよう
な相互配置、あるいはブロックを並べて積むような相互
配置を取り得る結果、ガラス繊維の充填量の増大が可能
となり、上述の全接着力の増大による補強効果の向上と
相俟って曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾッド衝撃強度等
の機械的物性を著しく向上させる。又、扁平な断面形状
を有するために、異方性に関しては、ガラスフレークの
ような効果を示し、成形品の収縮率の異方性が少なく、
線膨脹係数の異方性も少ないためにそりがなく、成形品
の表面の凹凸、ざらつき、補強材の浮きが少ないために
外観も良い。

【００１２】

【実施例】以下本発明を図面を参照して各種の実施例に
ついて説明する。図１は一般的なガラス繊維を製造する
ための全体装置の概略側面図、図２はその要部の正面図
である。多数のノズルチップを形成されたオリフィスプ
レート２を底部に有するブッシング１内の溶融ガラス３
は、各ノズルチップから流出してフィラメント４に形成
され、フィラメント４は集束剤塗布ローラ５により集束
剤を塗布された後集束ローラ６を経て１本又は複数本の
ストランド７とされ、巻取装置８の綾振り装置９に綾振
られながらスピンドル１０に巻き取られる。

【００１３】上記装置において、本発明は異形断面ガラ
ス繊維を製造するためにノズルチップの形状に工夫を施
したもので、上述の図４はその一実施例を示すものでノ
ズルチップ２は中心に円筒形の１個のオリフィス孔１３
を有し、ノズル外周壁の先端から下方に延在突出する一
対の凸状縁１４，１４を対向して設ける。このように構
成されたノズルチップから流出する溶融ガラスはオリフ
ィス孔中央から流出する流れが凸状縁１４，１４に沿っ
て流下する流れに引き寄せられ凸状縁１４，１４に接す
る部分が突出した断面となり、次いで凸状縁の先端で急
冷、固化され、断面が長円形、楕円形、まゆ形状などの
比較的扁平な異形断面ガラス繊維が得られる。

【００１４】以上の実施例は１対の凸状縁１４，１４を
対向配置したものであるが凸状縁の数はこれに限らず任
意の数を設定することができ、その数に応じた多角形断
面のガラス繊維が得られる。しかしノズルチップの外周
壁を全周にわたり突出せしめた１個の環状の凸状縁とし
た場合はオリフィス孔の中央から流出する流れが環状の
凸状縁の内壁に沿って流下する環状の流れに引寄せられ
て合流することになるので形成される繊維は円形断面と
なり凸状縁の存在は何ら異形断面の形成に寄与しない。

【００１５】凸状縁の先端の形状は図５(a) 〜(h) に投
影図で示すごとく、矩形、三角形、台形、その他の多角
形、もしくは長円、楕円の一部等様々な形状が使用可能
であり、又その大きさは限定されない。

【００１６】ノズルチップに設けるオリフィス孔の数は
１個に限らず、又図６に示すように凸状縁の数と同じに
する必要はない。特にオリフィス孔の数は１個より複数
個にした方が異形断面を安定して得るために有利であ
る。オリフィス孔が開口する面は、平面に限らず、凹面
又は凸面にしてもよい。又凹面の場合はノズルの中央部
を中心とした“すり鉢状”の形としてもよい。又オリフ
ィス孔の断面形状は、円形に限らず、長方形、長円形、
楕円形等任意の形状をとることができる。

【００１７】断面形状が長円形、楕円形、まゆ形状のガ
ラス繊維を紡糸するために、１個のノズルに、１個又は
２個のオリフィス孔と２個の凸状縁を配置したものが好
ましい。図７は図４と同じく１個のオリフィス孔１３と
２個の凸状縁１４，１４を配置したもの、図８は、ノズ
ル先端面のすり鉢状の凹面１５に開口する２個のオリフ
ィス孔１６，１６と２個の凸状縁１４，１４を配置した
もの、図９は平らな先端面１７に開口する２個のオリフ
ィス孔１８，１８を配置したものを示す。又図１０、図
１１および図１２は２個のオリフィス孔と２個の凸状縁
を有し、夫々オリフィス孔の開口するノズル先端面が、
Ｖ字形凸面をなすもの、Ｖ字形凸面の両側に平面を有す
るもの、円錐面となっているものを示す。

【００１８】多角形断面の異形断面ガラス繊維は、例え
ば図１３の(a) に示すように１個のノズルチップに３個
のオリフィス孔１９と３個の凸状縁１４を設ければ、図
１３の(b) に示すようなほぼ断面三角形のものが得ら
れ、図１４の(a) に示すように１個のノズルチップに４
個のオリフィス孔２０と４個の凸状縁１４を設ければ図
１４の(b) に示すようなほぼ断面四角形のものが得られ
る。このように配置するオリフィス孔の数と凸状縁１４
の数を適宜選定することにより種々の多角形の異形断面
ガラス繊維が得られる。

【００１９】本発明の異形断面ガラス繊維の断面形状は
任意であり、上記以外にも種々の形状の異形断面ガラス
繊維が得られる。例えば図２１の(a) に示すように、中
心から１２０度の角度で三方に放射して延びている３個
の長方形から成る断面形状をもつ１個のノズルチップの
各長方形の末端に凸状縁１４を設ければ、図２１の(b)
に示すようなＹ字形のものが得られる。また図１８の
(a) に示すような長方形のオリフィス１３の両短辺に凸
状縁１４を設けたノズルチップを使用し紡糸温度および
紡糸速度等の紡糸条件を適当に調整することによって図
２２の(a) 、(b)、(c) 、(d) 、(e) 及び(f) に示すよ
うな種々の断面形状をもった異形断面ガラス繊維が得ら
れる。

【００２０】扁平な異形断面ガラス繊維における変形比
と補強効果については、本発明の異形断面ガラス繊維の
横断面における最長径の最短径に対する比は２．３以上
であることが必要である。横断面における最長径の最短
径に対する比が２．３未満の場合、成形品の収縮率・線
膨脹係数の異方性が大きくなって、そりの問題が発生
し、成形品の表面の凹凸、ざらつき、補強材の浮きが発
生するため外観が悪化する。好ましい横断面における最
長径の最短径に対する比は２．４〜３０．０である。特
に好ましくは、最長径の最短径に対する比が２．４〜１
２．０であり、更に好ましくは、最長径の最短径に対す
る比が１０．０〜１２．０である。最長径の最短径に対
する比が極端に大きい場合、樹脂等との混合、成形等で
ガラス繊維に加わる荷重によりガラス繊維が破細され、
補強効果が減少する場合がある。

【００２１】本発明の異形断面ガラス繊維の太さについ
ては任意であるが、横断面における最短径が０．５〜２
５μｍ、横断面における最長径が１．２〜３００μｍで
あることが好ましい。細すぎる場合、ガラス繊維の紡糸
が困難な場合があり、太すぎる場合、樹脂との接触面積
の減少等により補強材の補強効果が減少する場合があ
る。

【００２２】ガラス繊維の組成は、溶融ガラスよりガラ
ス繊維化が可能な組成であればよく、好ましい組成とし
て、Ｅガラス組成、Ｃガラス組成、Ｓガラス組成、耐ア
ルカリガラス組成等をあげることができる。

【００２３】本発明の異形断面ガラス繊維は、例えば、
γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング
剤等で表面処理されていることが望ましく、これ等のシ
ランカップリング剤の量はガラス繊維重量の０．０１重
量％以上とすることが好ましい。さらに必要に応じて、
脂肪酸アミド化合物、シリコーンオイル等の潤滑剤、第
４級アンモニウム塩等の帯電防止剤、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂等の被膜形成能を有する樹脂、被膜形成能を
有する樹脂と熱安定剤、難燃剤等を併用したもの等によ
って表面処理されたものを用いることもできる。

【００２４】本発明の異形断面ガラス繊維は、熱可塑性
樹脂の補強材として好適である。特に、ナイロン、飽和
ポリエステル、ポリカーボネート等の補強材として好適
である。本発明のガラス繊維の上記樹脂への好ましい充
填量は、５〜７０重量％である。

【００２５】本発明の異形断面ガラス繊維の製造方法
は、前記のように溶融ガラスを本発明のノズルチップか
ら紡出する方法である。この場合紡糸速度、ガラス溶融
温度などの紡糸条件、或いは本発明のノズルチップを除
く設備、装置などについては、格別、制限はなく、従来
の円形断面のガラス繊維のときと同様の紡糸条件、設
備、装置で可能である。例えば４００個のノズルチップ
を有するブッシング用いて、３０００ｍ／ｍｉｎという
高速の紡糸速度でも、従来の円形断面のガラス繊維のと
きとほぼ変わりなく製造可能である。

【００２６】本発明の異形断面ガラス繊維の補強材とし
ての使用時における形態は、特に制限はなく、熱可塑性
樹脂の補強材として、チョップドストランド、ロービン
グ、ガラス糸、あるいは織物などいずれの形態であって
もよい。本発明の異形断面ガラス繊維を適切に活用する
には、チョップドストランドが効果的であるが、チョッ
プドストランドの場合、異形断面ガラス繊維のカット長
さは、１mm〜１００mmが好ましい。特に好ましくは３mm
〜２５mmである。１mm未満であると、曲げ強度、曲げ弾
性率、アイゾッド衝撃強度等の機械的物性が不十分とな
り、期待する補強効果が得られないことがあり、また１
００mmを超えると、チョップドストランドとしての樹脂
中の流動性が悪くなったり均一分散が得られずに異形断
面ガラス繊維としての効果が出ないこともある。

【００２７】

【実験例１】凸状縁１４の高さを３mm、幅を１mmとした
図７のノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸
用ブッシングを用いて、紡糸温度１２６０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比
が３．８の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００２８】

【実験例２】凸状縁１４の高さを２mm、幅を１mmとした
図８のノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸
用ブッシングを用いて、紡糸温度１２２０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比
が５．８の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。
又、３時間の紡糸に於いて断糸は見られなかった。

【００２９】

【実験例３】凸状縁１４の高さを２mm、幅を１mmとした
図９のノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸
用ブッシングを用いて、紡糸温度１２２０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比
が７．３の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３０】

【実験例４】１個のノズルチップの先端外周に下方に突
出する高さ２mm、幅１mmの１対の凸状縁を対向して配置
しこれ等の凸状縁の間に４個のオリフィス孔を一列に配
置したノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸
用ブッシングを用いて、紡糸温度１２２０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比
が１１．２の非円形断面を有するガラス繊維が得られ
た。

【００３１】

【実験例５】凸状縁の高さを２mm、幅を１mmとした図１
０のノズルチップを有するガラス繊維紡糸用ブッシング
を用いて、紡糸温度１２２０℃、紡糸速度３０００ｍ／
ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比が７．３の非
円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３２】

【実験例６】短辺が１．２mm、長辺が３mmの断面長方形
のノズルチップの両短辺に下方に突出する高さ３mm、幅
１．２mmの凸状縁１４を設けた図１８のノズルチップを
４００個配置したガラス繊維紡糸用ブッシングを用い
て、紡糸温度１２６０℃、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎ
で紡糸した結果、図２２の(a) に概略示されるような繊
維断面の変形比が６．３の２本の直線とその両端の２つ
の曲線で囲まれた非円形断面を有するガラス繊維が得ら
れた。

【００３３】

【実験例７】実験例１と同じノズルチップの下部をつぶ
して、ノズルチップ下部の断面形状を略長方形とした図
１９のノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸
用ブッシングを用いて、紡糸温度１２６０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比
が６．３の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３４】

【実験例８】断面まゆ型のノズルチップに下方に突出す
る高さ３mm、幅１．２mmの凸状縁１４を一対設けた図２
０のノズルチップを４００個配置したガラス繊維紡糸用
ブッシングを用いて、紡糸温度１２６０℃、紡糸速度３
０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比が
６．８の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３５】

【実験例９】中心から１２０度の角度で三方に放射して
延びる３個の長方形から成る断面形状をもつノズルチッ
プの各長方形の末端にそれぞれ高さ３mm、幅１．２mmの
凸状縁１４を設けた図２１の(a) に示すノズルチップを
４００個配置したガラス繊維紡糸用ブッシングを用い
て、紡糸温度１２６０℃、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎ
で紡糸した結果、繊維断面が図２１の(b) に示すような
６本の直線とこれ等の直線を結ぶ６つの曲線で囲まれた
非円形断面を有するガラス繊維が得られ、ＡとＢの比は
１：５であった。

【００３６】

【実験例１０】短辺が１．２mm、長辺が３．５mmの断面
長方形のノズルチップの両短辺に下方に突出する高さ
３．２mm、幅１．３mm、厚さ０．５mmの凸状縁１４を設
けた図１８のノズルチップを５００個配置したガラス繊
維紡糸用ブッシングを用いて、Ｅガラス組成で、紡糸温
度１２１０℃、紡糸速度１０３０ｍ／ｍｉｎで紡糸し、
γ−アミノプロピルトリエトキシシランを主成分とする
集束剤を０．３５重量％付着させて表面処理し、図２２
の(d) に概略示されるガラス繊維の横断面で、曲率半径
の比Ｒ２／Ｒ１が約１９の非円形断面を有するガラス繊
維を得た。この条件で、約３時間の連続紡糸を行なった
が、切断は一度も見られなかった。

【００３７】

【比較例１】図１５に示すようなノズルチップの縁から
中央部に向って凹状にへこみ２０を設けた１個のノズル
チップに２個のオリフィス孔１９，１９を設けると共に
オリフィス孔に一部接触するように、高さ２mm、幅１mm
の環状縁２１を設けた４００個のノズルを有するガラス
繊維紡糸用ブッシングを用いて、紡糸温度１２２０℃、
紡糸速度１８００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面
の変形比が最大１．６の非円形断面を有するガラス繊維
が得られた。しかし流出したガラス繊維が環状縁の一方
に片寄る、極めて不安定な状態となり、安定した非円形
断面ガラス繊維は得られなかった。

【００３８】

【比較例２】図１６に示すように実験例３（図９）にお
いて、凸状縁１４，１４を除去したことを除いて実験例
３と同様のノズルチップ４００個を有するガラス繊維紡
糸用ブッシングを用いて、紡糸温度１２２０℃、紡糸速
度３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形
比が最大で１．４の非円形断面を有するガラス繊維が得
られた。しかし流出したガラスがノズルチップの先端か
らオリフィスプレートまで濡れ広がる現象が起きること
により、作業性が悪く、また繊維断面の形状も不安定で
あった。

【００３９】

【比較例３】実験例５（図１０）において、ノズルチッ
プ先端の凸状縁を除去し、他は実験例５と同一のノズル
チップを有するガラス繊維紡糸用ブッシングを用いて、
紡糸温度１２２０℃、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎで紡
糸した結果、得られたガラス繊維の断面の変形比は１．
５であった。また得られたガラス繊維の中には楕円形断
面のものや、２個のオリフィス孔から流出した溶融ガラ
スが合流しきれずに分離したままの円形断面のものが存
在していた。

【００４０】以上の結果を纏めると表１の通りである。

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ノズルチップにその外
周部先端から下方に延びる複数の凸状縁を設けることに
より凸状縁内面に沿って流下する溶融ガラスが生じ、こ
れがオリフィス孔の中央から流出する溶融ガラスを引き
寄せ接合させるため凸状縁に対応した突出部を有する異
形断面ガラス繊維が安定して得られる。特に断面の変形
比は今までにない高い値を有し、この値はノズルチップ
に複数のオリフィス孔を設けたものでは一層高くするこ
とができる。特に異形断面ガラス繊維の変形比はプラス
チックに対する補強材として効果を高めかつガラス繊維
の充填率を上げるためには２．４以上であることが特に
好ましく、繊維自体の強度を損なわないためには１２以
下であることが好ましい。本発明のノズルチップを使用
すると、このような好ましい２．４〜１２の断面変形比
をもった異形断面ガラス繊維を３０００ｍ／ｍｉｎとい
うような高い紡糸速度で生産性を落とすことなく安定し
て生産することができる。またノズルチップ或いは複数
の凸状縁の形状、数などを変えることにより目的にあっ
た異形断面ガラス繊維を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なガラス繊維を製造するための全体装置
の概略側面図。

【図２】図１の装置の要部の断面図。

【図３】通常のノズルチップにおけるガラスの紡出状態
を示す斜視図。

【図４】本発明の一実施例によるノズルチップにおける
ガラスの紡出状態を示す斜視図。

【図５】種々の凸状縁の例を示す本発明のノズルチップ
の投影図。

【図６】３個のオリフィス孔を一列に配置した本発明の
ノズルチップの実施例を示す斜視図。

【図７】(a) は図４と同じノズルチップの実施例を示す
斜視図、(b) はその断面図。

【図８】(a) はノズルチップ先端が凹面をなす本発明の
他の実施例を示す斜視図、(b)はその断面図。

【図９】(a) はノズルチップ先端が平面である本発明の
更に他の実施例を示す斜視図、(b) はその断面図。

【図１０】(a) はノズルチップ先端がＶ字型断面の凸面
をなす本発明の実施例を示す斜視図、(b) はその断面
図。

【図１１】(a) はノズルチップ先端がＶ字型断面の凸面
とその両側の平面で形成された本発明の実施例を示す斜
視図、(b) はその断面図。

【図１２】(a) はノズルチップ先端が円錐型の凸面とな
る本発明の実施例を示す斜視図、(b) はその断面図。

【図１３】(a) は３個の凸状縁と３個のオリフィス孔を
有する本発明のノズルチップの実施例とこのノズルチッ
プから流出するガラスの状態を示す斜視図、(b) はこの
ノズルチップにより紡出されたガラス繊維の断面図。

【図１４】(a) は４個の凸状縁と４個のオリフィス孔を
有する本発明のノズルチップの実施例とこのノズルチッ
プから流出するガラスの状態を示す斜視図、(b) はこの
ノズルチップにより紡出されたガラス繊維の断面図。

【図１５】(a) はノズルチップ先端に環状縁を有する比
較例の斜視図、(b) はその断面図。

【図１６】(a) はノズルチップ先端に全く凸状縁をもた
ない比較例の斜視図、(b) はその断面図。

【図１７】図１５の比較例におけるガラスの流出状態を
示す斜視図。

【図１８】(a) はノズルチップの断面が長方形である本
発明の実施例を示す斜視図、(b)はその断面図。

【図１９】(a) はノズルチップの断面が上部は円であ
り、下部は長方形である本発明の実施例を示す斜視図、
(b) はその断面図。

【図２０】(a) はノズルチップ断面がまゆ型である本発
明の実施例を示す斜視図、(b) はその断面図。

【図２１】(a) はノズルチップ断面が中心から１２０度
の角度で三方に延びる３個の長方形から成る形状を有す
る本発明の実施例を示す斜視図、(b) はこのノズルチッ
プにより紡出されたガラス繊維の断面図。

【図２２】(a) 、(b) 、(c) 、(d) 、(e) および(f) は
図１８のノズルチップを使用し紡糸條件を変えて紡糸し
た場合に形成される種々の異形断面ガラス繊維の概略断
面図。

【符号の説明】

１２ ノズルチップ １３ オリフィス孔 １４ 凸状縁

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単数又は複数のオリフィス孔を有するノ
   ズルチップの外周部先端から下方に延びる複数の凸状縁
   を設けたことを特徴とする異形断面ガラス繊維用ノズル
   チップ。
2. 【請求項２】 前記オリフィス孔が開口するノズルチッ
   プの先端面は平面であることを特徴とする請求項１のノ
   ズルチップ。
3. 【請求項３】 前記凸状縁は対向して１対設けられ、前
   記複数のオリフィス孔は前記１対の凸状縁間を結ぶ直線
   上に一列に配置させることを特徴とする請求項２のノズ
   ルチップ。
4. 【請求項４】 前記オリフィス孔が開口するノズルチッ
   プの先端面は凹面に形成されることを特徴とする請求項
   １のノズルチップ。
5. 【請求項５】 前記オリフィス孔が開口するノズルチッ
   プの先端面は凸面に形成されることを特徴とする請求項
   １のノズルチップ。
6. 【請求項６】 ガラス繊維の横断面における最長径の最
   短径に対する比が２．３以上であることを特徴とする異
   形断面ガラス繊維。
7. 【請求項７】 前記比が好ましくは２．４から１２の範
   囲内にあることを特徴とする請求項６の異形断面ガラス
   繊維。
8. 【請求項８】 前記ガラス繊維の横断面の外周が、ほぼ
   等しい曲率半径と長さを有する対向する２本の曲線によ
   り構成されている請求項６の異形断面ガラス繊維。
9. 【請求項９】 ガラス繊維の横断面が、複数の直線と、
   複数の直線と同数の複数の曲線により囲まれていること
   を特徴とする請求項６の異形断面ガラス繊維。
10. 【請求項１０】 ガラス繊維の横断面が、二つの曲率半
    径を有する曲線であって、且つ、該二つの曲率半径を有
    する曲線のうちの小さい曲率半径を有する曲線の曲率半
    径に対し、該二つの曲率半径を有する曲線のうちの大き
    い曲率半径を有する曲線の曲率半径の比が５以上の曲線
    により囲まれていることを特徴とする請求項６の異形断
    面ガラス繊維。
11. 【請求項１１】 溶融ガラスを単数又は複数のオリフィ
    ス孔を有するノズルチップの外周部先端から下方に延び
    る複数の凸状縁を設けたノズルチップから流出させるこ
    とを特徴とする異形断面ガラス繊維の製造方法。