JPH11236237A

JPH11236237A - ガラス繊維製造装置

Info

Publication number: JPH11236237A
Application number: JP10058784A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Seo; 光良瀬尾; Hitoshi Takemura; 仁司竹村
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】フィーダー内の溶融ガラスを充満し、溶融炉
内の溶融ガラス液面からブッシングまでの高低差を大き
くしながら、泡の少ない均質な溶融ガラスを取り出すこ
とが可能で、しかも白金粉やスカムの溶融ガラスへの混
入も減少できるガラス繊維製造装置を提供することを目
的とするものである。【解決手段】清澄室１５とフィーダー１１は、いずれ
もガラス溶融炉１０の溶融ガラス液面より下方に設けら
れ、清澄室１５の頂部には、泡抜き口１５ａが形成さ
れ、この泡抜き口１５ａの側部には、ドレイン管１６が
取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス繊維製造装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のガラス繊維製造装置の一
例を示す概略断面図である。

【０００３】図中、ガラス溶融炉１０の天井部には、原
料投入口１０ａと、泡抜き口１０ｂが形成されている。
またその側部には、上方が開放されたフィーダー１１が
連結されており、さらにフィーダー１１の先端部には、
溶融ガラスＧを紡糸するためのブッシング１２が形成さ
れており、フィーダー１１は、地面に対して水平方向あ
るいはブッシング１２の方に向かって若干下方に傾斜し
て取り付けられている。

【０００４】このような装置を使用してガラス繊維を製
造する場合、ガラス溶融炉１０の原料投入口１０ａから
ガラス原料を投入し、これを加熱して溶融した後、フィ
ーダー１１を通してブッシング１２に送り込み、ブッシ
ング１２の底部に設けられた多数のノズル孔から紡糸す
ることによってフィラメントＦとする方法が採られる。
またこれらのフィラメントＦの表面には、集束剤塗布装
置１３により集束剤が塗布された後、集束ローラー１４
によりストランドＳとされてから巻取機（図示せず）で
巻き取られる。

【０００５】尚、ガラス溶融炉１０は、耐火物レンガの
壁構造を有しており、その側壁には、複数のＬＰＧバー
ナー（図示せず）が取り付けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在、最も量産されて
いるＥガラス繊維の直径（フィラメント径）は１３μｍ
であるが、上記のような装置で、直径１３μｍのガラス
繊維を製造する場合、フィーダー内の溶融ガラス液面か
らブッシングまでの高低差が１０〜１５ｃｍとなるよう
に調整されている。この高低差は、一般にヘッド高さと
呼ばれるが、ヘッド高さを大きくするほど、紡糸時にガ
ラスにかかる吐出圧力は大きくなる。

【０００７】また細番手（例えばフィラメント径５〜９
μｍ）のガラス繊維を製造する場合には、通常、ブッシ
ングのノズル孔の径を小さくする方法が採られるが、ノ
ズル孔の径が小さくなるほど、フィーダーから流出する
ガラス量が少なくなり生産性が低下する。そのため、ヘ
ッド高さを大きくし、紡糸時にガラスにかかる吐出圧力
を大きくすることによって、フィーダーから流出するガ
ラス量を増加する方法が採られる。

【０００８】上記のような装置で、ヘッド高さを大きく
するためには、フィーダーを管状の密閉構造とし、その
内部に溶融ガラスを充満し、溶融炉内の溶融ガラス液面
からブッシングまでの高低差を大きくすれば良い。

【０００９】しかしながら、このような装置では、溶融
炉からフィーダー内に流入した泡を取り出すことが困難
となる。そのためフィーダー内の溶融ガラス中の泡数が
急増し、これがブッシングまで送出されると、紡糸時に
フィラメントが切断しやすくなったり、フィラメント中
に泡が入ると、中空ファイバーとなり、特にプリント基
板の用途には使用できなくなるため好ましくない。

【００１０】上記事情から本出願人は、特願平８−２６
９２５６号において、細番手のガラス繊維を製造するに
際し、フィーダー内に溶融ガラスを充満させ、ガラス溶
融炉内の溶融ガラス液面からブッシングまでの高低差を
大きくしながらも、泡の少ない均質なガラスを取り出す
ことが可能なガラス繊維製造装置を提案している。

【００１１】このガラス繊維製造装置は、図４に示すよ
うに、ガラス溶融炉１０と、ガラス溶融炉１０より供給
された溶融ガラスＧを清澄する清澄室１５と、清澄室１
５より供給された溶融ガラスＧを送出するフィーダー１
１と、フィーダー１１より供給された溶融ガラスＧを紡
糸するブッシング１２を備えてなり、清澄室１５とフィ
ーダー１１が白金系金属パイプから形成され、清澄室１
５がフィーダー１１の方に向かって上方に傾斜し、その
頂部に管状の泡抜き口１５ａが形成されてなる。

【００１２】この装置によると、溶融炉１０から清澄室
１５に入ったガラス中の泡は、清澄室１５の上方向に徐
々に移動し、頂部の泡抜き口１５ａを通して脱泡される
が、この泡抜き口１５ａの内部には、白金粉が付着した
り、スカムと呼ばれる未溶融物質の層が形成されやす
く、これらがガラス中に混入してガラスの品質を低下さ
せるという問題があった。

【００１３】すなわちこのような装置を長期間使用する
と、泡抜き口１５ａ内のガラス液面付近で、白金と雰囲
気中の酸素とが反応し、白金粉（ＰｔＯ）となって泡抜
き口１５ａの内面に付着しやすい。また通常のＥガラス
繊維には、８重量％程度のＢ₂ Ｏ₃ が含有されるが、Ｂ
₂ Ｏ₃ は揮発しやすい成分であり、これに起因するスカ
ムがガラス液面に形成されやすい。

【００１４】そして通常、ガラス液面は、溶融条件によ
って、若干の上昇、下降を繰り返すため、泡抜き口１５
ａに付着した白金粉やスカムは、ガラス液面の上昇・下
降に伴ってガラス中に混入することがある。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、フィーダー内に溶融ガラスを充満し、溶融炉内の
溶融ガラス液面からブッシングまでの高低差を大きくし
ながらも、泡の少ない均質な溶融ガラスを取り出すこと
が可能で、しかも白金粉やスカムの溶融ガラスへの混入
も減少できるガラス繊維製造装置を提供することを目的
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のガラス繊維製造
装置は、ガラス溶融炉と、ガラス溶融炉より供給された
溶融ガラスを清澄する清澄室と、清澄室より供給された
溶融ガラスを送出するフィーダーと、フィーダーより供
給された溶融ガラスを紡糸するブッシングを備えてな
り、清澄室とフィーダーが白金系金属パイプから形成さ
れ、清澄室がフィーダーの方に向かって上方に傾斜し、
その頂部に管状の泡抜き口が形成され、泡抜き口に溶融
ガラスを溢出されるためのドレイン管が取り付けられて
なることを特徴とする。

【００１７】また本発明のガラス繊維製造装置は、ドレ
イン管に加熱手段が取り付けられてなることを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】本発明の装置によると、清澄室とフィーダー
が、白金系金属パイプから形成されてなるため、それら
の内部に溶融ガラスを充満させやすく、また耐火物レン
ガに比べて、溶融ガラスによる侵食が少なく、しかもこ
れらの白金系金属パイプの所定箇所に、単数或いは複数
のターミナルを取り付けることによって、電気加熱する
ことができ、均質な溶融ガラスを得ることが可能とな
る。

【００１９】尚、清澄室とフィーダー内に溶融ガラスを
充満させ、ガラス溶融炉内の溶融ガラス液面がヘッド高
さの対象となるようにするためには、清澄室とフィーダ
ーを溶融炉の溶融ガラス液面より下方に設ける必要があ
るが、清澄室の頂部に形成する泡抜き口が、溶融炉の溶
融ガラス液面と略同じ高さとなるように設計する必要が
ある。

【００２０】因に本発明における白金系金属パイプと
は、純白金や白金−ロジウム等の白金合金から形成され
る管状物を意味している。

【００２１】また本発明の装置によると、ガラス溶融炉
に連結された清澄室が、フィーダーの方に向かって上方
に傾斜し、その頂部に泡抜き口が形成されてなるため、
溶融炉から清澄室に入ったガラス中の泡は、清澄室の上
方向に徐々に移動し、頂部の泡抜き口を通して脱泡され
る。その結果、フィーダーには、泡の少ない均質なガラ
スが送られることになる。特に清澄室に、単数或いは複
数の攪拌機（スターラー）を取り付け、溶融ガラスを攪
拌すれば、泡抜き作用とガラスの均質化がより促進され
るため好ましい。

【００２２】またフィーダーをブッシングの方に向かっ
て下方に傾斜するように取り付けると、仮に清澄室から
フィーダー内に泡を含むガラスが流入しても、後戻りし
て泡抜き口から脱泡されたり、ブッシングを交換する
際、その上方のフィーダー内の溶融ガラスに空気が取り
込まれても、傾斜に沿って泡が上方に移動し、泡抜き口
から脱泡されやすくなるため好ましい。

【００２３】本発明の装置は、ヘッド高さを４０ｃｍ以
上にする時に、特に有用である。すなわち従来のフィー
ダーを深くし、フィーダー内の溶融ガラス液面からブッ
シングまでの高低差を大きくすることによって、ヘッド
高さを大きくしながら、脱泡を行うことも考えられる
が、ヘッド高さが４０ｃｍ以上になると、フィーダー内
の溶融ガラス量が多くなりすぎ、温度制御が非常に困難
となって失透物が発生しやすくなるためである。

【００２４】また本発明においては、清澄室の傾斜角度
が、小さすぎると脱泡し難くなり、逆に大きすぎると圧
力が高くなりすぎてブッシングの劣化を招くことになる
ため、水平軸に対して１０〜３０度の角度で傾斜させる
ことが望ましい。さらにフィーダーの傾斜角度が小さす
ぎても脱泡し難くなり、逆に大きすぎても圧力が高くな
りすぎてブッシングの劣化を招くため、水平軸に対して
１０〜３０度の角度で傾斜させることが望ましい。

【００２５】さらに本発明においては、管状の泡抜き口
に、溶融ガラスを溢出されるためのドレイン管が取り付
けられているため、泡抜き口の内面に白金粉が付着した
り、ガラス液面にスカムが形成されても、短時間で溶融
ガラスと共に白金粉やスカムがドレイン管を通して排出
される。その結果、白金やスカムが、溶融ガラス中に混
入し難くなり、高品質のガラスを得ることが可能とな
る。

【００２６】また本発明におけるドレイン管の直径とし
ては、１５〜５０ｍｍが適当であるが、これに加熱手段
を取り付け、常に加熱すると、ドレイン管内でガラスが
固化・冷却して詰まるのを防止できるため好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明のガラス繊維製造装置を実施例
に基づいて詳細に説明する。

【００２８】図１は、本発明のガラス繊維製造装置を示
す概略断面図であり、図２は、図１における泡抜き口を
示す拡大断面図である。尚、図１、２中、前述した図
３、４の装置と重複する部分については、同一の番号を
付している。

【００２９】この装置は、ガラス溶融炉１０と、ガラス
溶融炉１０より供給された溶融ガラスＧを清澄する清澄
室１５と、清澄室１５より供給された溶融ガラスＧを送
出するフィーダー１１と、フィーダー１１より供給され
た溶融ガラスＧを紡糸するブッシング１２を備えてい
る。

【００３０】ガラス溶融炉１０の天井部には、原料投入
口１０ａと泡抜き口１０ｂが取り付けられている。この
ガラス溶融炉１０は、耐火物の壁構造を有しており、そ
の側壁には、複数のＬＰＧバーナー（図示せず）が取り
付けられ、これによって加熱されるようになっている。

【００３１】清澄室１５は、白金系金属（白金−ロジウ
ム合金）パイプから形成されており、その一端１５ｂ
は、ガラス溶融炉１０の底部から真下方向に向かって取
り付けられており、途中から屈曲し、他端１５ｃに向か
って上方向に約２０度の角度で傾斜している。清澄室１
５の他端１５ｃは、フィーダー１１と連結されており、
その頂部には、管状の泡抜き口１５ａが形成されてい
る。この清澄室１５の両端には、ターミナル（図示せ
ず）が取り付けられ、電流が均一に供給できるようにな
っている。そのため清澄室１５の温度分布が均一とな
り、溶融分離（セグリゲーション）の発生を防止でき
る。

【００３２】またフィーダー１１も、清澄室１５と同様
の白金系金属パイプから形成されており、ブッシング１
２の方に向かって下方向に約１３度の角度で傾斜してい
る。フィーダー１１の先端部１１ａは下方に屈曲してお
り、またフィーダー１１の途中の２箇所には、一定の間
隔を保って下方に伸びる２本の分岐部１１ｂ、１１ｃが
形成されており、フィーダー１１の先端部１１ａと、各
分岐部１１ｂ、１１ｃの先端には、ブッシング１２が取
り付けられている。これらのブッシング１２は、ヘッド
高さが同じとなるように、いずれも同じ高さで取り付け
られている。

【００３３】清澄室１５とフィーダー１１は、いずれも
ガラス溶融炉１０内の溶融ガラス液面より下方に設けら
れ、清澄室１５の頂部には、泡抜き口１５ａが形成さ
れ、この泡抜き口１５ａの側部には、ドレイン管１６が
取り付けられている。このドレイン管１６は、途中から
下方に屈曲した形態を有し、上下２ケ所がトランス（図
示せず）に接続され、常に約１４５０℃以上に加熱され
ている。

【００３４】このような装置を使用してガラス繊維を製
造する場合、まずガラス溶融炉１０内に、Ｅガラス繊維
のカレットを投入し、一定時間加熱溶融すると、溶融ガ
ラスＧは、清澄室１５に流入する。清澄室１５に流入し
た溶融ガラスＧには、多少の泡が混合されているが、こ
れらの泡は、清澄室１５が傾斜しているため、徐々に上
昇し、泡抜き口１５ａから外部に取り出される。

【００３５】清澄室１５内の溶融ガラスＧは、フィーダ
ー１１に送出されるが、溶融ガラスＧと共にフィーダー
１１内に泡が送り込まれても、フィーダー１１も傾斜し
ているため、泡はブッシング１２の方には移動し難く、
後戻りして、泡抜き口１５ａから外部に取り出される。

【００３６】また泡抜き口１５ａに取り付けられたドレ
イン管１６から、常に溶融ガラスＧが流れ出すようにガ
ラス液面のレベルを調整することによって、ドレイン管
１６から白金粉やスカムを溶融ガラスと共に排出するこ
とができる。

【００３７】このようにして脱泡・均質化された溶融ガ
ラスＧは、フィーダー１１に送出されてから、フィーダ
ー１１の先端部１１ａや分岐部１１ｂ、１１ｃを通っ
て、各ブッシング１２から紡糸され、フィラメントが製
造される。

【００３８】またガラス溶融炉１０内には、溶融ガラス
の液面を計測するためのガラスレベラー（図示せず）が
取り付けられており、これによってヘッド高さを確認で
きるようになっている。

【００３９】この装置のヘッド高さを１００ｃｍとなる
ように調整し、直径５μｍのＥガラスフィラメントを、
溶融温度約１５００℃、フィーダー１１内のガラス流量
１２ｋｇ／時間、各ブッシングのホール数４００個の条
件で製造したところ、１０時間にわたってフィラメント
が切断することはなかった。また泡抜き口１５ａの内部
を観察したところ、白金粉やスカムの存在は全く認めら
れなかった。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明のガラス繊維製造装
置を使用すると、細番手のガラス繊維を製造するに際
し、フィーダー内に溶融ガラスを充満させ、ガラス溶融
炉内の溶融ガラス液面からブッシングまでの高低差を４
０ｃｍ以上にしながらも、泡の少ない均質なガラスを取
り出すことが可能である。

【００４１】しかも本発明においては、泡抜き口に取り
付けられたドレイン管から、白金粉やスカムを排出でき
るため、白金粉やスカムが溶融ガラスに混入することに
よって、ガラスの品質が損なわれることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス繊維製造装置を示す概略断面図
である。

【図２】図１における泡抜き口を示す拡大断面図であ
る。

【図３】従来のガラス繊維製造装置を示す概略断面図で
ある。

【図４】従来のガラス繊維製造装置を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ガラス溶融炉１１フィーダー１２ブッシング１５清澄室１５ａ泡抜き口１６ドレイン管Ｇ溶融ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス溶融炉と、ガラス溶融炉より供給
された溶融ガラスを清澄する清澄室と、清澄室より供給
された溶融ガラスを送出するフィーダーと、フィーダー
より供給された溶融ガラスを紡糸するブッシングを備え
てなり、清澄室とフィーダーが白金系金属パイプから形
成され、清澄室がフィーダーの方に向かって上方に傾斜
し、その頂部に管状の泡抜き口が形成され、泡抜き口に
溶融ガラスを溢出させるためのドレイン管が取り付けら
れてなることを特徴とするガラス繊維製造装置。
【請求項２】ドレイン管に加熱手段が取り付けられて
なることを特徴とする請求項１記載のガラス繊維製造装
置。