JPS6212629A - ガラス繊維の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は多数のオリフィスを密接配列させたオリフィス
プレートを底部に有するブッシングを使用し、ブッシン
グ内の溶融ガラスをオリフィスを通して流出させて各オ
リフィス出口に溶融ガラスのコーンを形成し、これ等の
コーンを引張ってフィラメントに形成し、かく形成され
た多数゛のフィラメントを１本又は複数本のストランド
に集束してコレットに巻取るようにしたガラス繊維の製
造装置に関する。

「従来の技術」 上記製造装置において、運転中ガラス中の異物や気泡の
存在その伯の原因で１本のフィラメントが切断すると、
切断したフィラメントを形成していたコーンはオリフィ
スプレート下面を横に拡がり隣りのコーンに合流して隣
りのフィラメントを切断し、更に合流が次々と隣りに拡
がってオリフィスプレート全体を合流せしめるに至る。

この現象は゛フラッディング″と呼ばれ当業界でよく知
られている。このようなフラッディングが起ると、一端
巻取り作業を中止して熟練作業員が手作業で合流したガ
ラスを個々のフィラメントに分離し再び巻取作業を開始
しなければならないため、この間に浪費される時間と原
料が著しく生産性を低下せしめることになる。

この問題を解決するために、１本のフィラメントが切断
した場合、人手による分離再生作業を全く必要とせず、
巻取作業を継続したままで切断フィラメントが自動的に
再生されるオリフィスプレートが特開昭６０−３６３４
５号公報において提案された。このオリフィスプレート
はオリフィスを長方形、長円、三日月形等一方向に長い
断面形状のものとし、これ等のオリフィスの少くとも２
個を１グループとしてそれ等の長手方向の一端が近接す
るように対称的に配置し、更にオリフィスプレートを下
から上にへこませプレート下面に各グループの各オリフ
ィス出口の少くとも一部が開口する凹所を形成したもの
でかくして各グループの各オリフィス出口は前記凹所の
中心に近い側で高く遠い側で低くなるように傾斜してい
るもので、グループ内のフィラメントの１木が切断する
と切断したフィラメントのオリフィス出口に流出する溶
融ガラスは同じグループ内のフィラメントの形成を続け
ている他のオリフィス出口に流出する溶融ガラスに直ち
に合流し、次いで合流した溶融ガラスは前記他のオリフ
ィスを通して形成されるフィラメントの引張作用で個々
のオリフィスに自動的に分離され、このようにして切断
フィラメントは自動的に再生される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記特開昭６０−３６３４５号公報に開示された自動再
生式オリフィスプレートはフィラメントが切断してから
再生されるまでに比較的時間がかかる点に問題があり、
このため切断から再生までにオリフィスから流出する溶
融ガラスが大きな塊となって再生フィラメントに付着し
集束器等において他のフィラメントと接触する際にこれ
を切断する傾向がある。この傾向は再生フィラメントに
付着するガラスの塊が大きい程、又紡糸されるフィラメ
ントが細い程顕著になる。従って特開昭６０−３６３４
５号公報のオリフィスプレートはある限度以下に細径の
フィラメントの紡糸には適用できず、又太いフィラメン
トの場合にはガラスの塊による切断は避けられるとして
も大きな塊の付着した製品は用途によっては好ましくな
い。

「問題点を解決するための手段」 本発明は細径のフィラメントを紡糸する場合にも切断フ
ィラメントの自動再生を確実に行うことのできるガラス
繊維の製造装置を提供することを目的とし、上記特開昭
６０−３６３４５号公報のオリフィスプレートがオリフ
ィスプレートを下から上にへこませてプレート下面の凹
所を形成し従って凹所の個所においても一定のプレート
厚を有するために凹所に開口する各オリフィスを画定す
る側壁は全周にわたりほぼ一定の軸線方向長さを有する
のに対し、本発明のオリフィスプレートは例えばプレー
ト下面の切削加工によって凹°所を形成し、凹所におけ
るプレート厚が凹所の中心において最小となるようにす
ることによって各オリフィスを画定する側壁の軸線方向
長さが凹所の中心側において反対側より短かくなるよう
にしたことを特徴としている。

「作用」 本発明によれば各オリフィスを通過する溶融ガラスは軸
線方向長さの短い凹所の中心側における壁に沿う流動抵
抗が少なくなっており、又ブッシングからの熱伝導に基
づくオリフィス出口の温度は凹所の中心側で高くなって
おりかつ凹所の中心はオリフィス出口に囲まれて熱が滞
留し高温となっているので溶融ガラスとオリフィスプレ
ート下面の親和性は凹所の中心部で最も高くなっている
。

これ等の理由でフィラメントが切断した後そのオリフィ
スから流出する溶融ガラスは凹所の中心に向って這い上
り同じグループ内の他のオリフイスから流出し正常な紡
糸を続けている溶融ガラスのコーンに直ちに合流する。

合流した溶融ガラスは正常な紡糸を続けているフィラメ
ントに引張られ凹所の中心部に溜った溶融ガラスが引出
されるとフィラメントが切断したオリフィスから流出す
る溶融ガラスは横向きの力を受けて他のオリフィスから
流出する溶融ガラスから分離してフィラメントが再生さ
れる。

本発明においてはフィラメントが切断してから再生する
までに凹所の中心部に溜る溶融ガラスは温度が高く従っ
て粘度が低い。このため分離の際に凹所の中心部から引
出される溶融ガラスの塊は集束器に向って引張られる間
に引き伸ばされて細くなり集束器において他のフィラメ
ントに接触したときこれを切断せしめる程の大きさをも
たないのでそれだけ細径のフィラメントを紡糸すること
が可能となる。

「実施例」 第１図は、本発明のガラス繊維製造装置に使用されるオ
リフィスプレートの一実施例の下面の一部を示す平面図
である。オリフィスプレー１−１は２個づつ対になった
円形のオリフィス２の配列を有し、これ等のオリフィス
２の多対の２つのオリフィス出口はオリフィスプレート
下面に形成された円錐形の凹所３の中に対称的に位置し
て開口する。円錐形の凹所３はプレート下面の切削加工
で形成され、第２図に示す如く凹所の部分でプレート１
は凹所の周縁から中心に向って厚さが薄くなるので各オ
リフィス２の側壁の軸線方向長さは凹所の中心に近い側
ａが遠い側すより短かくなっている。本発明はオリフィ
スの側壁の軸線方向長さをこのような関係にすることを
特徴とするもので、これは凹所を特開昭６０−３６３４
１公報に示すオリフィスプレートの如くオリフィスプレ
ートを下から上にへこませて形成した場合には第３図に
示す如く凹所３′の部分でもオリフィスプレートは一定
の厚さとなるのでオリフィス２′の側壁の軸線方向長さ
は全周にわたり一定となることと比較されるべき特徴で
ある。

第４図は上記構造のオリフィスプレートを使用する本発
明のガラスＲＪａ維紡糸装置を運転している状態を示す
概略正面図である。底部にオリフィスプレート１を有す
るブッシング４内の溶融ガラス５は多数のオリフィス２
を通して流出し多数のフィラメント６に紡糸され、アプ
リケータ７で集束剤を塗布された後集束器８で１本のス
トランド９に集束される。ストランド９は綾振装置１０
により綾振られ巻取管１１上に巻取られる。

第５図は上記装置による紡糸運転中１本のフィラメント
が切断したとき切断したフィラメントが自動的に再生さ
れるプロセスを示す説明図である。

第５図の（イ）は一つの凹所に開口する１対のオリフィ
スの各々の下に溶融ガラスのコーンが形成され夫々安定
してフィラメントに紡糸されている状態を示し、（０）
はフィラメントの一つが切断し溶融ガラスのコーンの一
つが収縮を始めた状態を示す。フィラメントが切断した
オリフィスの出口にはブッシング内の溶融ガラスが引続
き流れ出るがこの溶融ガラスは下方への引張力を受けな
いので（ハ）に示す如く周囲に拡がり一部は凹所の中心
の頂点に向って這い上り他方のオリフィス出口に形成さ
れているコーンに接触する。フィラメントが切断したオ
リフィス出口に更に流出を続ける溶融ガラスは他方のコ
ーンとの接触を増し最終的に（ニ）に示す如く他方のコ
ーンと合体して二つのオリフィスから流出する溶融ガラ
スで１個のコーンを形成しこのコーンから１本の太いフ
ィラメントが形成されるようになる。この状態に達する
と二つのオリフィスにまたがり形成されている１個のコ
ーンはフィラメントにより下方へ引張られるとき（ホ）
に示す如くオリフィス出口の面に沿って斜め下方に両方
向に引離す力Ｇを受けるので凹所の中心部付近に空隙を
生じ、この空隙は除徐に下方に拡がり最後にコーンは完
全に分裂して（へンに示す如く各オリフィスに１個づつ
２個のコーンに分離し２本の正常なフィラメントが形成
される。かくの如く切断したフィラメントは対になった
他方のオリフィスに形成されるフィラメントの力を借り
て自動的に再生される。

本発明に使用されるオリフィスプレートは第２図に示す
如くオリフィス２の側壁の軸線方向長さが凹所３の中心
に近い側ａが遠い側すより短かくなっているのでブッシ
ング内の熱の伝導作用で生ずるオリフィス出口の温度は
凹所３の中心側で高くなっており、又凹所３の中心はオ
リフィス出口に囲まれて熱が滞留し高温となっているの
で溶融ガラスに対する親和性が最も高くなっている。更
にオリフィス２の上記構成はオリフィスを通過する溶融
ガラスに与える抵抗が凹所の中心側で小さくこの側で溶
融ガラスがより多く流出する。これ等の理由のためにフ
ィラメントが切断した後そのオリフィス出口に流出する
溶融ガラスは凹所の中心側を這い上る傾向が強くなる。

更に本発明によれば凹所３の底に溜る溶融ガラスは第３
図の如く凹所の板厚を一定にした場合に比べて高温で粘
度が低いので合流した溶融ガラスが個々のオリフィスに
分離される際に凹所３の底から引出される溶融ガラスは
冷却されて固化するまでに時間がかかるので再生フィラ
メントにより引伸ばされて細くなる。従って再生フィラ
メントに付着するガラスの塊りはより小さくなり集束器
８において他のフィラメントに接触しこれを傷つける傾
向は弱くなるので細径のフィラメントの紡糸が可能とな
る。

以上説明した第１図はおよび第２図に示す円形オリフィ
スを備えたオリフィスプレートを使用する本発明の実施
例と、これと同じオリフィスプレートの凹所をオリフィ
スプレートを下から、上にへこませて形成した第３図に
示すオリフィスプレートを使用した場合について比較実
験を行ったところ第１表に示す結果を得た。

第１表においてａはオリフィス側壁の凹所中心側の長さ
ｂはその反対側の長さを示しｂ／ａ＞１の本発明の場合
ｂ／ａ＝１の第３図の場合に比べて紡糸可能なフィラメ
ントの繊径を大巾に細くできることが分る。

第６図は本発明に使用されるオリフィスプレート１の他
の実施例の下面の一部を示す平面図、第７図は同オリフ
ィスプレートの隣り合う１対のオリフィスを含む部分の
断面図である。この実施例においては特開昭６０−３６
３４５号公報に開示されたオリフィスプレートの如くオ
リフィス１２は長方形の横断面をもち、１対のオリフィ
ス１２は円錐形の凹所１３の中心部を間にして長手方向
の一端が対向するように対称的に配置され、他端は凹所
１３の周縁より外方にまで延びている。しかしこの実施
例においても凹所１３はプレート下面の切削加工によっ
て形成されオリフィス１２の側壁が凹所の中心側で短か
（なっている点が特開昭６０−３６３４５号公報のオリ
フィスプレー、トと異なっている。この実施例における
フィラメントの切断から再生までのメカニズムは第１図
および第２図の実施例と同様であり、フィラメントが切
断したとき凹所１３の中心に溜る溶融ガラスは高温で低
粘度であるため分離後に凹所から引出され集束器に達す
るまでに再生フィラメントにより張力を受けて引伸ばさ
れ小さな塊にされるので他のフィラメントを切断する傾
向は弱くなる。

第６図のオリフィスブレニドを使用する本発明の実施例
と、これと同じオリフィスプレートの凹所をオリフィス
プレートを下から上にへこませて形成した実質的に特開
昭６０−３６′３４５号公報のオリフィスプレートに類
似のオリフィスプレートを使用した場合について比較実
験を行ったところ第２表に示す結果を得た。

第２表は長方形オリフィスの場合も本発明ニ従いオリフ
ィス側壁の軸線方向長さを凹所の中心側で短かくするこ
とによって紡糸可能なフィラメントの繊径を大巾に細く
できることを明瞭に示している。

本発明は以上の実施例に限らず様々な変更が可能である
。例えば第６図の実施例のオリフィスは長方形の横断面
に限らず三日月形、長円形等の長手方向に長いその他の
横断面形状とすることも可能である。更にオリフィスの
側壁長さを調整するために第８図に示す如く凹所の上に
位置するオリフィスプレート上面を切削加工してもよい
。又、凹所は各１対のオリフィスに対し１個の円錐形の
凹所を設ける代りに第９図に示す如く断面三角形の溝′
とし一連のオリフィス対を溝の中心線の両側に配列する
ようにしてもよい。又溝の断面形状は４゜第１０図に示
す如く半円形にしたり、第１１図に示す如く四角形にす
ることもできる。又上述の実施例は２個のオリフィスが
切断フィラメントの再生に協力すべく各１個の凹所の中
に対向配置されているが、３個または４個のオリフィス
を１グループとして凹所の中心に対して点対称に配置し
ても各オリフィスの側壁が凹所の中心側で短がくなって
いる限り本発明による効果を実現できる。

「発明の効果」 本発明はフィラメントが切断した際に凹所の中心に溜る
溶融ガラスが高温であるためフィラメントが再生される
際に固化するまでに細く引伸ばされて再生フィラメント
に付着するガラスの塊りは比較的小さくなる。このため
再生フィラメントが集束器において他のフィラメントに
接触する際にこれを切断する傾向が少なくなるので細径
のフィラメンｉ・を紡糸する際にもフィラメントの切断
時に熟練作業員の手を煩わすことなく自動再生を行うこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するオリフィスプレートの一実施
例の下面の一部を示す平面図、第２図は第１図のオリフ
ィスプレートを■−■線に沿って切断し１対のオリフィ
スの縦断面形状を示す断面図、第３図は第１図のオリフ
ィスプレートの凹所を従来公知の方法に従って形成した
場合の第２図と同様の断面図である。第４図は本発明の
ガラス繊維製造装置全体の運転状態を示す正面図である
。 第５図は第１図および第２図に示すオリフィスプレート
により切断フィラメントが再生されるまでのプロセスを
示す説明図である。第６図は本発明に使用するオリフィ
スプレートの他の実施例の下面の一部を示す平面図、第
７図は第６図のオリフィスプレートを■−■線に沿って
切断し１対のオリフィスの縦断面形状を示す断面図であ
る。第８図は１個の凹所と１対のオリフィスを含むオリ
フィスプレートの断面形状が第２図と若干異なる変形例
の断面図である。第９図は凹所を三角形断面の共通の溝
としたオリフィスプレートの実施例の一部の斜視図であ
る。第１０図および第１１図は第９図と同じく凹所を共
通の溝としたオリフィスプレートにおいて溝の断面形状
を夫々半円形および四角形とした実施例の断面図である
。 １・・・・・・オリフィスプレート ２・・・・・・オリフィス（円形） ３・・・・・・凹所 １２・・・・・・オリフィス（長方形）１３・・・・・
・凹所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　オリフィスプレートに密接関係に形成される多数のオ
   リフィスを少くとも２個のオリフィスを１グループとし
   て対称関係に配置し、更にオリフィスプレート下面に前
   記各グループの各オリフィス出口の少くとも一部が開口
   する凹所を形成し、かくして各グループの各オリフィス
   出口が前記凹所の中心に近い側で高く遠い側で低くなる
   ように傾斜しているオリフィスプレートを使用し、グル
   ープ内のフィラメントの１本が切断したとき切断したフ
   ィラメントのオリフィス出口に流出する溶融ガラスを同
   じグループ内のフィラメントの形成を続けている他のオ
   リフィス出口に流出する溶融ガラスに自動的に合流させ
   、次いで合流した溶融ガラスを前記他のオリフィスを通
   して形成されるフィラメントの引張作用で個々のオリフ
   ィスに自動的に分離せしめ、かくして切断フィラメント
   の自動再生を行うことのできるガラス繊維の製造装置に
   おいて、前記各くオリフィスを画定する側壁の軸線方向
   長さが凹所の中心側において、反対側より短かくなるよ
   うにしたことを特徴とするガラス繊維の製造装置。