JPS596267B2 - ガラス繊維紡糸用ブツシング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オリフィスを通して流出した溶融ガラスがオ
リフィスプレート表面で溶融ガラスの円錐体を形成し、
然も該円錐体が互に合流してしまう程多数のオリフィス
が互に密に穿設されている表面平滑なプレートに孔をあ
けただけのオリフィスプレートを底面に有するブッシン
グの改良に関するものである。

このようなブッシングから、ガラス繊維を紡糸するとき
には、オリフィスプレートに向けて下方から、空気ノズ
ルから噴出する空気流を吹きつけて、オリフィスプレー
ト及びオリフィスを通して流出した溶融ガラスの円錐体
の表面を冷却し、溶融ガラスの粘度を高めることによつ
て溶融ガラスの円錐体の合流を防止する方法がとられて
いる。

しかしながら空気流による冷却とオリフィスの密な配列
の組合せにおいては、最外周に位置するオリフィスから
紡出されたフィラメントは、その内部に位置するオリフ
ィスから紡出されたフィラメントに比べ切断が遥に多く
、紡糸開始後２〜３分で紡糸を中断せざるを得ない状態
となることがしばしばであつた。事実この間に得られた
各オリフィスから紡出されたフィラメントの繊度分布を
調べた結果最外周に位置するオリフィスから得られたフ
ィラメントの繊維径は他のオリフィスから得られたフィ
ラメントの繊維径に比べかなり細く、そのため切断が起
り易いことが判明した。この現象を図を参照しながら説
明すると、第１図に示すようにオリフィス１、１’から
流出した溶融ガラスはオリフィスプレート２の表面で円
錐体３、３’を形成し、最終的にはフィラメント４、４
’として紡出される。

このとき内側のオリフィス１から流出した溶融ガラスの
円錐体３の間には矢印Ａで示すような輻射熱のやりとり
が存在するが、最外周に位置するオリフィス１’から流
出した溶融ガラスの円錐体３’は内隣りの円錐体３との
間ではほぼ同等の輻射熱のやりとりが認められるが外側
に対しては放熱Ｂがあるのみである。従つて一個の円錐
体に注目した場合最外周に位置する円錐体３’は、内側
に位置する円錐体３より放熱が大きくなり、より低温と
なつて粘性を増しオリフィス１’を通して供給される溶
融ガラス量が減少し円錐体は小さくなる。即ち低温のた
めに粘性が増大すると、オリフイスを通過する溶融ガラ
ス量が減少するため紡糸の際の引張り張力に抗しきれず
ついには切断してしまうものと考えられる。

このような各オリフイス間の輻射熱のやりとりをさらに
くわしくあられしたのが第２図である。

今各オリフイス中心間の縦と横の距離が等しくａである
とすると内部オリフイス１、最外周オリフイスＶ、四隅
オリフイス１りこついて次表の関係が成立する。即ちこ
の表かられかるように輻射吸熱は内部オリフイスを１と
すると、最外周オリフイスはその６７％、四隅オリフイ
スに至つては４２％しかなく、それだけ最外周に位置す
るオリフイスでは放熱が大きく溶融ガラスは低温化する
ことになる。

つまり、オリフイスとオリフイスが非常に密に配置され
ていること、即ち溶融ガラスの円錐体同志が非常に近接
していること及び円錐体の形状を保持すべく空気による
強制対流冷却が全ての円錐体．に等しく働くことから、
輻射による影響が大きく、温度むらを生じやすいことと
なる。本発明の目的はこのような熱収支の不均一な関係
を排除し紡出されたフイラメントの繊維径を均一化して
長時間にわたり安定した紡糸を継続する．ことにあり、
具体的には最外周オリフイスの孔径を内部オリフイスの
孔径より僅に大ならしめ、最外周オリフイスを通過する
溶融ガラスの量を増加させることによつて解決した。

即ち内部オリフイスの孔径より大きな孔径を持つ最外周
オリフイス・部においては、オリフイスを通過する溶融
ガラスの流れに対する抵抗が少いため供給量が増加する
からたとえ放熱量が大きいとしても、内部オリフイス部
に生成する溶融ガラスの円錐体とほぼ同じ大きさの円錐
体が生成されることとなる。このような前提に立ち発明
者は種々検討の結果第３図に示すように最外周オリフイ
ス１′、円隅オリフイス１″の径を内部オリフイス１の
径の１，０４倍から１．１５倍とするのが最も好ましい
ことを見出した。

そしてオリフイスとオリフイス間の距離が大きい場合は
内部オリフイスの径に対する最外周オリフイスの径の比
は小さくて良く、その距離が小さいときは大きくする必
要がある。そしてこのオリフイス間の距離を本発明にお
いてはオリフイスを通して流出した溶融ガラスがオリフ
イスプレート表面で溶融ガラスの円錐体を形成し、然も
該円錐体が互に合流してしまうような密な間隔としてい
るが、この間隔は、紡糸炉中の溶融ガラスの量、ガラス
の組成、溶融温度、紡糸温度、オリフイスの径、紡糸速
度、オリフイスプレートに向けて吹きつけられる空気の
量、速度等種々の条件により決定されるものであつて単
純に規定することは出来ないが標準的には３７！！１！
以下のものということが出来る。そして各オリフイス間
の距離を３鰭とし、内部オリフイスの径に対し１．０４
倍の径を持つ最外周オリフイスを持つたブツシングを使
用すると極めて安定した紡糸が可能であり、オリフイス
径の比が１．０３倍のときは平均１０分程度連続して紡
糸出来た。またオリフイス間の距離をあまり小さくする
と紡糸が中断されたときに隣り合うオリフイス部に生成
されている溶融ガラスの円錐体が速かに接触合流してし
まうので紡糸再開時の口出しにやや困難を感するが、オ
リフイス径の比が１，１５倍以下ならば安定した紡糸が
可能である。若しオリフイス径の比が１．１５倍より大
きくなると最外周オリフイス部に生成された円錐体が大
きくなり内部オリフイス部に生成された円錐体と合流し
やすくなつて運転効率は次第に低下する。実施例 １ オリフイスの径１．１０１ｍ１オリフイス間の距離１，
７０７１Ａ７１ｔ１オリフイスの数２０００個からなる
ブツシングを用い、紡糸速度３００ｍ／分、６００ｍ／
分、１０００ｍ／分で紡糸したところ最外周オリフイス
部におけるフイラメントの切断はそれぞれ平均１２分、
３分、１０秒に１回の割で発生した。

これに対し最外周オリフイスの径が内部オリフイスの径
１．１０１！の１．０９倍、即ち１．２０ｍ！から成る
ブツシングを用い同様の条件で紡糸を試みたところ紡糸
速度が何れの場合であつても最外周オリフイス部におけ
るフイラメントの切断は３〜４時間に１回と極端に減少
した。実施例 ２ オリフイスの径１．３０ｍｍ１オリフイス間の距離１．
８０ｍｍ１オリフイスの数４０００個からなるブツシン
グを用い、紡糸速度７００ｍ／分で紡糸したところ最外
周オリフイス部におけるフイラメントの切断は１分間に
１回の割で発生した。

これに対し最外周オリフイスの径が内部オリフイスの径
１．３０ｕｍの１．０６倍、即ち１．３８７ｎｍからな
るブツシングを用い、同様の条件で紡糸を試みたところ
２時間に１回の切断に激減した。実施例 ３ オリフイスの径０．８０７１Ｌｍ１オリフイス間の距離
１．５０７ｎｍ１オリフイスの数２０００個からなるブ
ツシングを用い、紡糸速度４５０ｍ／分で紡糸したとこ
ろ最外周オリフイス部におけるフイラメントの切断は２
〜５秒に１回の割合で発生した。

これに対し最外周オリフイスの径が内部オリフイスの径
０．０８ｍ１Ｌの１．１５倍、即ち０．９２１１とした
ところ、３時間に１回の切断に激減した。なお既に述べ
た通り第３図に示すような角形のオリフイスプレートを
底面に持つブツシングにおいて、四隅に位置するオリフ
イス１″０）輻射吸熱比は最外周に位置する他のオリフ
イスｖより更に小さいから、四隅オリフイスの径は最外
周オリフイスの径よりさらに僅かに大ならしめると好適
であるが、全体のノズル数に比し無視しうる程度の数で
あり、実験の結果それ程の影響は認められず、場合によ
つてはオリフイス自体の穿設を省略しても良いことが判
つた。

又本発明は第３図に示すような角形のオリフイスプレー
トを底面に持つブツシングのみならず同心円状にオリフ
イスが穿設された円形のオリフイスプレートを底面に持
つブツシングに適用することも勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブツシングの部分拡大断面図、第２図
は本発明のブツシングにおけるオリフイスプレートの部
分拡大平面図であつて各オリフイス間における輻射熱の
やりとりを説明するための説明図、第３図は本発明のブ
ツシングにおけるオリフイスプレートの平面図である。 １，Ｖ，１′ｌ・・・・・オリフイス、２・・・・・・
オリフイスプレート、３，３′・・・・・・円錐体、４
，４ｔ・・・・・フイラメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ オリフィスを通して流出した溶融ガラスがオリフィ
   スプレート表面で溶融ガラスの円錐体を形成し、然も該
   円錐体が互に合流してしまう程多数のオリフィスが互に
   密に穿設されている表面平滑なプレートに孔をあけただ
   けのオリフィスプレートを底面に有するブッシングにお
   いて、オリフィスのうち最外周に位置するオリフィスの
   径をその内部に位置するオリフィスの径の１．０４倍か
   ら１．１５倍としたことを特徴とするガラス繊維紡糸用
   ブッシング。