JPH07291649A

JPH07291649A - 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

Info

Publication number: JPH07291649A
Application number: JP10912094A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mori; 政博森; Shoichi Saito; 省一斉藤; Hideo Taguchi; 秀男田口
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】複合材料の補強材として優れた効果を有する
異形断面ガラス繊維、これを製造するためのノズルチッ
プ及びその製造方法を目的とする。【構成】異形断面ガラス繊維用ノズルチップにおい
て、単数又は複数のオリフィスを有するノズルチップの
外周部先端から下方かつオリフィス側に傾斜して延びる
複数の凸状縁を設けたことを特徴とし、このノズルチッ
プを用いて得られたガラス繊維の横断面において、横断
面は、複数のほぼ徳利形状の注ぎぐちの部位が徳利形状
とは異なる形状の連結部にて連結されている形状である
こと、ガラス繊維の横断面の周囲が、複数のほぼ等しい
円弧を周囲に凹凸を画くように組み合わせたものである
こと及びガラス繊維の横断面の周囲が、複数のほぼ等し
い半円の円弧と半円の円弧と異なる円弧を周囲に凹凸を
画くように組み合わせたものであることを特徴とし、そ
の製造方法は、溶融ガラスを単数又は複数のオリフィス
を有するノズルチップの外周部先端から下方かつオリフ
ィス側に傾斜して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。

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、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
スを近接して配置し、そのオリフィスから紡糸された複
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６１−２１９
７３２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、１０００ポイズ程度
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６２−１８７１３６
号による方法では、複数のオリフィスから流出した溶融
ガラスを極めて短い時間で接合させるため、複数のオリ
フィスの間隔の設定に可成りの注意が必要である。オリ
フィス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、断面形状等には限界がある。

【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
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が要望されて
いる。また断面円形のガラス繊維を補強材として用いた
場合、その複合材料の機械的強度に限界があり、安価で
かつ複合材料の機械的強度を向上させる補強材が求めら
れている。前者は複合材料の機械的強度を向上させると
同時に複合材料の異方性乃至寸法安定性の改善のための
補強材にたいする要望であり、後者は、複合材料の機械
的強度を著しく向上させる安価な補強材に対するもので
ある。

【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
ガラス繊維断面における最長径／最短径の比即ち変形比
の大きいガラス繊維及び／又は複合材料中においてガラ
ス繊維の充填性がよくかつガラス繊維が相互にかみ合う
ような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
並びにその製造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】上記目的を達成するため
に、本発明のノズルチップは、単数又は複数のオリフィ
スを有するノズルチップの外周部先端から下方かつオリ
フィス側に傾斜して延びる複数の凸状縁を設けたことを
特徴とし、本発明の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、その断面において、複数のほぼ徳
利形状の注ぎぐちの部位が徳利形状とは異なる形状の連
結部にて連結されている形状であること、その横断面の
周囲が、複数のほぼ等しい円弧を周囲に凹凸を画成する
よう組み合わせたものであること及びその横断面の周囲
が、複数のほぼ等しい半円の円弧と半円の円弧と異なる
円弧を周囲に凹凸を画成するよう組み合わせたものであ
ることを特徴とし、更に本発明の製造方法は、本発明の
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は従来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を有するノズルチップを示し、
オリフィス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かつオリフィス側に傾斜し
てに延びる凸状縁１４の存在のためオリフィス１３を流
下する溶融ガラスの流れはオリフィス出口において中央
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。凸状縁１４の先端における
溶融ガラスは、その粘度が高ければ高いほどその後の表
面張力による断面の丸まりが抑制され非円形性の大きい
断面が得られるが、凸状縁１４がノズルチップの外周部
先端から下方に垂直に延びている場合、粘度が高いと凸
状縁１４の内壁に沿う流れが凸状縁１４の先端まで維持
されないことがある。一方凸状縁１４がノズルチップの
外周部先端から下方かつオリフィス側に傾斜して延びて
いる場合、粘度が高い場合においても凸状縁１４の内壁
に沿う流れが凸状縁１４の先端までにその内壁から離れ
る現象は起こらない。したがってノズルチップ１２の外
周部先端から下方かつオリフィス側に傾斜して延びてい
る凸状縁１４の存在により非円形性に極めて優れた断面
を持つガラス繊維を得る事ができる。

【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、まず第１
に図１７ー（ａ）、図１７ー（ｂ）、図１７ー（ｃ）及
び図１７ー（ｄ）に示されているような複数のほぼ徳利
形状の注ぎぐちの部位が徳利形状とは異なる形状の連結
部にて連結されている形状の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、図１８に示されるよう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。この異形断面ガラス繊維は前述の複
合材料の機械的強度を向上させると同時に複合材料の異
方性乃至寸法安定性の改善のための補強材の要望に極め
て適切にこたえ得るものである。次に図１４ー（ｂ）に
示されているようなガラス繊維の横断面の周囲が、複数
のほぼ等しい円弧を周囲に凹凸を画くよう組み合わされ
たものである本発明の異形断面ガラス繊維及び図１３ー
（ｂ）に示されているようなガラス繊維の横断面の周囲
が、複数のほぼ等しい半円の円弧と半円の円弧と異なる
円弧を周囲に凹凸を画くよう組み合わされた本発明の異
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、凸部が凹部にはまり込み、ある程度複数
のガラス繊維が一体化すること、充填性を向上させるこ
と等により複合材料の機械的強度を著しく向上させるこ
とができる。

【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は本発明のガラス繊維を製造する
ための装置の概略側面図、図２はその要部の正面図であ
る。多数のノズルチップ２を形成されたオリフィスプレ
ート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２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】凸状縁はノズルチップの外周部先端から下
方かつオリフィス側に傾斜して延びていることが必要で
ある。傾斜角度は任意であるが、好ましくはオリフィス
方向と凸状縁の延びている方向とのなす角が０．１−５
０°で特に好ましくは１０−３０°である。傾斜角度が
小さすぎる場合

【００１０】で述べたように粘度が高いと凸状縁１４の
内壁に沿う流れが凸状縁１４の先端まで維持されないこ
とがある。傾斜角度が大きすぎる場合糸切れが起こるこ
とがある。

【００１４】図４はノズルチップ２の実施例を示すもの
で、ノズルチップ２は中心に円筒形の１個のオリフィス
１３を有し、ノズル外周壁の先端から下方にかつオリフ
ィス側に傾斜して延びて突出する一対の凸状縁１４，１
４を対向して設ける。このように構成されたノズルチッ
プ２から流出する溶融ガラスはオリフィス中央から流出
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
が図１７ー（ａ）に示されるような複数のほぼ徳利形状
の注ぎぐちの部位が徳利形状とは異なる形状の連結部に
て連結されている形状の本発明の異形断面ガラス繊維が
得られる。

【００１５】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。

【００１６】凸状縁の先端の形状は任意で、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、長円、楕円等様々な形状を例示でき、
又その大きさについても任意である。

【００１７】ノズルチップ２に設けるオリフィスの数は
任意で、オリフィスを直線状に複数個配置すると、変形
比の大きい異形断面を安定して得るために有利である。
オリフィスが開口する面の形は任意で、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
リフィスの断面形状は任意で、円形に限らず、長方形、
長円形、楕円形等を例示することができる。

【００１８】本発明の異形断面ガラス繊維を紡糸するた
めに、１個のノズルに、１個−数個のオリフィスと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１
５に開口する２個のオリフィス１３，１３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１３，１３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
ィスと２個の凸状縁を有し、夫々オリフィスの開口する
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。

【００１９】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
個のオリフィィス孔１３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１３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。本発明の異形断面ガラス
繊維は、上記以外にも図１７に示すような種々の形状の
異形断面ガラス繊維が得られる。

【００２０】複数のほぼ徳利形状の注ぎぐちの部位が徳
利形状とは異なる形状の連結部にて連結されている形状
の本発明の異形断面ガラス繊維について述べると、図１
７（ａ）−図１７（ｄ）に示される如く断面の変形比の
大きいガラス繊維が得られ、図１７−（ａ）の場合変形
比約１５、図１７−（ｂ）の場合変形比約３０、図１７
−（ｃ）の場合変形比約５０、図１７−（ｄ）の場合変
形比約５０が例示される。図１７−（ｃ）の場合変形比
約５０のガラス繊維は、図６に示されるオリフィス１３
が３個直線状に並んだノズルチップを用いて得られたも
のであるが、更に４個、５個、６個と数多くのオリフィ
ス１３を直線状に並べたノズルチップを用いると変形比
１００程度のガラス繊維も得られる。

【００２１】ガラス繊維の横断面の周囲が、複数のほぼ
等しい円弧を周囲に凹凸を画くように組み合わされたも
のである本発明の異形断面ガラス繊維は図１４ー（ｂ）
に例示されるが、この形の本発明の異形断面ガラス繊維
は繊維の凹部に他の繊維の凸部がはまり込み多数のガラ
ス繊維の結束状態を作り複合材料の機械的性質を著しく
向上させる。

【００２２】ガラス繊維の横断面の周囲が、複数のほぼ
等しい半円の円弧とを半円の円弧と異なる円弧を周囲に
凹凸を画くように組み合わされたものである本発明の異
形断面ガラス繊維は図１４ー（ａ）に例示されるが、こ
の形の本発明の異形断面ガラス繊維も

【００２１】に記載のガラス繊維と類似の効果を示す。

【００２３】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−
５．０μｍ、横断面における最長径が２５．０−６５．
０μｍ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。

【００２４】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。

【００２５】本発明の異形断面ガラス繊維は、例えば、
γーメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ
ーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γーアミ
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、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。

【００２６】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。

【００２７】本発明の異形断面ガラス繊維のストランド
は、多数のノズルチップを有するブッシングから流出し
たガラス繊維を集束したものであり、従って１本のスト
ランドは多数のフィラメントから構成されている。好ま
しいフィラメント数は１００ー５０００本で、特に好ま
しくは２００ー８００本である。また多数のフィラメン
トが集束したストランドとしての単位長さ当たりの質量
は３０ー１８００ｇ／１０００ｍであることが好まし
い。特に好ましくは、６０ー３００ｇ／１０００ｍであ
る。

【００２８】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と同
様低コストで製造可能である。

【００２９】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−５０ｍｍが好ましい。特に好ましくは３
ｍｍー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５０ｍｍ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。

【００３０】［実験例１］凸状縁１４の高さを２ｍｍ、
幅を１．５ｍｍ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
１１９０℃、紡糸速度２０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結
果、繊維断面の変形比が１５．２（２０本の平均値）の
非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３１】［実験例２］凸状縁１４の高さを２ｍｍ、
幅を１．５ｍｍ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
１１８６℃、紡糸速度１０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結
果、繊維断面の変形比が３１．８（２０本の平均値）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。

【００３２】［実験例３］凸状縁１４の高さを２ｍｍ、
幅を１．５ｍｍとした図６−（ａ）のノズルチップを８
００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１２１０℃、紡糸速度２０００ｍ／ｍｉｎで紡
糸した結果、繊維断面の変形比が４０．３（２０本の平
均値）の非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３３】［実験例４］１個のノズルチップの先端外
周に下方かつオリフィス方向に傾斜して突出する高さ２
ｍｍ、幅１ｍｍ及び傾斜角度２０°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３個のオリフィスで
あって図６−（ｂ）に示されるオリフィスを一列に配置
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１２１０℃、紡糸速度２
０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、繊維断面の変形比が
４８．７（２０本の平均値）の非円形断面を有するガラ
ス繊維が得られた。

【００３４】［実験例５］凸状縁の高さを２．５ｍｍ、
幅を１．３ｍｍ及び傾斜角度１６°の図１４−（ａ）に
示されるタイプ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、図１４−（ｂ）に
示される非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３５】［実験例６］凸状縁の高さを２．８ｍｍ、
幅を１．８ｍｍ及び傾斜角度１４°の図１３−（ａ）に
示されるタイプ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１２１０℃、紡糸速度
３０００ｍ／ｍｉｎで紡糸した結果、図１３−（ｂ）に
示される非円形断面を有するガラス繊維が得られた。

【００３６】［比較実験例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１３，１
３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１
２２０℃、紡糸速度１８００m/min で紡糸した結果、図
１５−（ｃ）に示される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。

【００３７】［比較実験例２］図１６に示すように実験
例１（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１
２２０℃、紡糸速度３０００m/min で紡糸した結果、繊
維断面の変形比が約１．４で楕円形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−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。

【００３８】

【発明の効果】本発明のノズルチップによれば、ノズル
チップにその外周部先端から下方かつオリフィス側に傾
斜して延びる複数の凸状縁を設けることにより粘度の高
い溶融ガラスにおいても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。本発明の方法によれば、異形断面ガラス繊維を３０
００ｍ／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。実験例１及び実験例５並びに比較実験例１
にて得られたガラス繊維をそれぞれ４０重量％を飽和ポ
リエステル（東レ（株）製、品名ポリブチレンテレフタ
レート、品番１４０１）に添加し、エクストルーダーを
用いてシリンダー温度２６０℃で溶融混合した。得られ
た飽和ポリエステル組成物をチップ化し、射出成形機を
用いて成形温度２７０℃（樹脂温度）、金型温度９５
℃、射出圧力６５０ｋｇ／ｃｍ²、サイクル時間６０秒
で、厚さ１／４インチ、幅１／２インチ、長さ５インチ
の板状体（Ａ１）及び厚さ１／２４インチ、３インチ角
の板状体（Ａ２）とを成形した。得られた成形品Ａ１
は、ＡＳＴＭ−Ｄ−２５６に準拠してアイゾッド衝撃強
度（ノッチ付き）を測定し、ＡＳＴＭ−Ｄ−７９０に準
拠して曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。Ａ２を用
い、Ａ２表面に樹脂の流動方向（縦方向）及び直角方向
（横方向）に付けられたマーク間の距離を三次元寸法測
定装置を用いて測定し、金型の実際の寸法との比率から
収縮率を算出した。結果を表１に示す。実験例２のガラ
ス繊維を添加した複合材料中のガラス繊維の配列状態を
図１８に示す。本発明の異形断面ガラス繊維は、補強材
として用いた場合、表１に示される如く極めて優れた効
果を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス繊維を製造するための装置の概
略側面図。

【図２】本発明の装置の要部正面図。

【図３】従来のノズルチップにおける溶融ガラスの紡出
状態を示す斜視図。

【図４】本発明のノズルチップにおける溶融ガラスの紡
出状態を示す斜視図。

【図５】種々の凸状縁の投影図。

【図６】本発明の３個のオリフィスを一列に配置したノ
ズルチップの斜視図。

【図７】（ａ）は図４と同じノズルチップの斜視図、
（ｂ）はその断面図。

【図８】（ａ）はノズル先端が凹面をなす斜視図、
（ｂ）はその断面図。

【図９】（ａ）はノズル先端が平面である本発明の斜視
図、（ｂ）はその断面図。

【図１０】（ａ）はノズル先端がＶ字型断面の凸面をな
す本発明の斜視図、（ｂ）はその断面図。

【図１１】（ａ）はノズル先端が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斜視図、（ｂ）はそ
の断面図。

【図１２】（ａ）はノズル先端が円錐型の凸面となる本
発明の斜視図、（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とこのノズルから流出するガラ
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とこのノズルから流出するガラ
スの状態を示す斜視図、（ｂ）はこのノズルにより紡出
されたガラス繊維の断面図。

【図１５】（ａ）はノズル先端に環状縁を有する従来の
ノズルの斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はこのノ
ズルにより紡出されたガラス繊維の断面図。

【図１６】（ａ）はノズル先端に全く凸状縁をもたない
従来のノズルの斜視図、（ｂ）はその断面図。

【図１７】本発明のガラス繊維の断面図。

【図１８】本発明のガラス繊維を添加した複合材料中の
ガラス繊維の断面図。

【符号の説明】

１．ブッシング２．ノズルチップ３．溶融ガラス４．フィラメント７．ストランド１３．オリフィス１４．凸状縁

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単数又は複数のオリフィスを有するノズ
ルチップの外周部先端から下方かつ該オリフィス側に傾
斜して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。
【請求項２】前記オリフィス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。
【請求項３】前記凸状縁は対向して１対設けることを
特徴とする請求項１のノズルチップ。
【請求項４】前記複数のオリフィスは直線上に一列に
配置させることを特徴とする請求項１のノズルチップ。
【請求項５】前記オリフィス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。
【請求項６】前記オリフィス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。
【請求項７】ガラス繊維の横断面において、該横断面
は、複数のほぼ徳利形状の注ぎぐちの部位が該徳利形状
とは異なる形状の連結部にて連結されている形状である
ことを特徴とする異形断面ガラス繊維。
【請求項８】前記連結部は、ほぼ長方形であることを
特徴とする請求項７の異形断面ガラス繊維。
【請求項９】前記連結部は、ほぼ提灯形であることを
特徴とする請求項７の異形断面ガラス繊維。
【請求項１０】前記連結部は、ほぼ鼓形であることを
特徴とする請求項７の異形断面ガラス繊維。
【請求項１１】前記連結部は、前記ほぼ長方形及び前
記ほぼ提灯形であることを特徴とする請求項７の異形断
面ガラス繊維。
【請求項１２】前記連結部は、前記ほぼ長方形及び前
記ほぼ鼓形であることを特徴とする請求項７の異形断面
ガラス繊維。
【請求項１３】ガラス繊維の横断面の周囲が、複数の
ほぼ等しい円弧を該周囲に凹凸を画くように組み合わさ
れたものであることを特徴とする異形断面ガラス繊維。
【請求項１４】ガラス繊維の横断面の周囲が、複数の
ほぼ等しい半円の円弧と該半円の円弧と異なる円弧を該
周囲に凹凸を画くように組み合わされたものであること
を特徴とする異形断面ガラス繊維。
【請求項１５】溶融ガラスを単数又は複数の前記オリ
フィスを有するノズルチップの外周部先端から下方かつ
前記オリフィス側に傾斜して延びる複数の前記凸状縁を
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。