JPS6235980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス繊維製造装置に関する。更に
詳しくは、ガラス繊維紡出用オリフイスから流出
する溶融ガラス素地の流量が、溶融ガラス素地の
温度に一義的に依存せず、それ故溶融ガラス素地
の温度と流量とを独立に変えることができるガラ
ス繊維製造装置に関する。

従来、ガラス繊維製造装置としては、溶融ガラ
ス素地を貯えたフオアハースの底部耐火物に穿た
れた孔を覆うように、直接繊維化装置が取付けら
れた構造のものが知られている。このような構造
のものでは、溶融ガラス素地は繊維化装置内に充
満しており、従つて溶融ガラス素地の温度が定ま
ると繊維化装置の下部オリフイスを通じて流出す
る溶融ガラス素地の流量は殆んど一義的に決定さ
れてしまうため、溶融ガラス素地の温度と流量と
を独立に変化させて種々の品質のガラス繊維を製
造することが困難であつた。また、このように繊
維化装置がフオアハースと一体となつたガラス繊
維製造装置では、繊維化装置の修理あるいは取替
えを必要とする場合、操作が極めて煩雑でありま
た高温度下において長時間に亘る作業を続けねば
ならない欠点がある。

また、米国特許第3220812号明細書には、外周
壁に沢山の小さなオリフイスを備えた回転し得る
中空の回転子を下端に支持した中空シヤフトに、
フオアハースから溶融ガラス素地を供給し、該中
空シヤフトを回転させることにより該回転子のオ
リフイスから溶融ガラスを遠心力により押出して
繊維化し、そして該回転子の周囲に位置するマニ
ホールドの環状オリフイスから排出された比較的
高圧の高温ガス流により該押出された繊維を下方
へ移動させ且つ更に細繊維化させる、フオアハー
スとは独立する繊維化装置を備えたガラス繊維製
造装置が開示されている（例えば、同明細書第２
欄70〜第３欄65行参照）。

このガラス繊維製造装置は、いわゆる遠心法と
云われるガラス繊維製造方法に用いられるもので
あり、そのため溶融ガラスの流出量を溶融ガラス
の温度とは無関係に回転子の回転速度によつてあ
る程度まで規制し得るもので、その意味では溶融
ガラスの流出量と温度とを別個に変えることので
きる装置と云える。しかしながら、米国特許第
3220812号明細書に開示された装置は、フオアハ
ースから供給された回転子内の溶融ガラスを独立
に加熱する手段を有さず、それ故回転子内の溶融
ガラスの温度はフオアハースから供給される溶融
ガラスの温度により規定され実際には溶融ガラス
の温度を種々変えることは極めて困難である。

しかるに本発明者は、いわゆるロータリー・ガ
ス・ジエツト法といわゆる方法において、上記従
来法の如き欠点を持たず、且つ溶融ガラスの流量
と温度とを別個独立に変えることができ、従つて
同一の繊維化装置を用いて種々の品質又は特性を
有するガラス繊維を製造することのできるガラス
繊維製造装置を開発し、本発明に到達したもので
ある。

すなわち、本発明は、溶融ガラス素地を流下せ
しめる複数のスパウトを備えたフオアハースと該
スパウトから流下した溶融ガラス素地を受け取
る、該フオアハースとは独立に該スパウトの下方
に移動可能に設置された複数の繊維化装置から成
り、該繊維化装置は溶融ガラス素地を貯めるポツ
トから成り、該ポツトは溶融ガラス素地を流出す
るオリフイスと該オリフイスから流出した溶融ガ
ラス細線（いわゆる一次繊維）にガスジエツトを
吹き付けるためのオリフイスとを該ポツトの下部
に有しており、且つ該ポツトはこれらのオリフイ
スが存在する下部ノズル部を通電加熱するための
ブスバーを備えている、ことを特徴とするガラス
繊維製造装置である。

添付図面の第１図には、繊維化装置がフオアハ
ースに直結している従来のガラス繊維製造装置の
典型的な１例が模式的に断面図として示されてい
る。

第１図について説明すれば、溶解炉（図示して
いない）で溶融されたフオアハース内の溶融ガラ
ス１は底部耐火物２にあけられた孔３から繊維化
ポツト４内に流し、ポツトのオリフイスの５から
流出し図示していない引つ張り手段により引張ら
れてガラス繊維６となる。オリフイス５を備えた
ノズル部は耳部７を通じて通電加熱され（電源は
図示していない）、所定の温度に制御されてい
る。ポツト４と耐火物２と間から溶融ガラス素地
の洩れを防止するため、ポツト４の周辺部には水
冷管クーラーがあり、その部分のガラス素地を冷
却し固化している。

このようなガラス繊維製造装置では、オリフイ
スに負荷する溶融ガラスのヘツドが殆んど一定な
ので、ポツトのノズル部の温度を変えると溶融ガ
ラス素地の流出量も同時に変化するため、溶融ガ
ラス素地の流出量と温度とを別個に変えることが
困難である。

しかるに、いわゆるロータリー・ガス・ジエツ
ト法と云われる、オリフイスから流出した溶融ガ
ラス細線に高温ガスジエツトを吹き付けて繊維化
せしめる方法では、溶融ガラスの温度は得られる
繊維の太さに関係し、また溶融ガラスの流出量は
得られる繊維の長さに関係するため、溶融ガラス
の温度と流出量とを別個に変化させ得ることが必
要となり、上記の如き従来の装置を用いることは
できない。

また、上記従来の装置では、ポツトの取替えま
たは修理を行うためには、水冷して溶融ガラス素
地を固化させ、電源あるいは冷却管クーラー等の
接続部を外し、ポツトを取外し、別のポツトを取
付け、電源等の接続を完了させ、そして通電を開
始すると云う極めて煩雑なしかも高温度下での作
業を長時間に亘つて行う必要のある欠点がある。

これに対し、添付図面の第２図に示した本発明
のガラス繊維製造装置によれば、このような欠点
を悉く解消した装置が提供される。

第２図には本発明のガラス繊維製造装置が模式
的断面図として示されている。第２図において上
方に位置する断面図はフオアハースの１部を示し
ており、従つて本発明のガラス繊維製造装置は第
２図の横方向に第２図に図示した単位の複数個が
フオアハースで結合して繰返して存在する如き構
造を成している。

第３図には、本発明のガラス繊維製造装置の模
式的断面図が同様に示されている。第３図の断面
図は第２図に示された断面とは直角方向の断面を
示している。

これらの第２図と第３図を用いて本発明を説明
する。本発明のガラス繊維製造装置は、図示され
ている如く、溶融ガラス素地を貯えたフオアハー
スと繊維化装置とが別個独立の装置として切り離
された構造を成している。

フオアハース内の溶融ガラス素地１１はスパウ
ト１２からプランジヤー１３によつて流量の調節
を受け流下する。流下した溶融ガラス素地はスパ
ウト１２の下方に位置する繊維化装置のポツト１
５に受け取られる。すなわち、ポツト１５内にお
ける溶融ガラス素地の液面は、スパウトから供給
される溶融ガラスの流量をポツト１５のオリフイ
ス１７から流出する溶融ガラスの流量と一致せし
めることにより任意の一定の水準に維持すること
ができる。ポツト１５は白金、ロジウムの如き貴
金属を素材として作られており、またその周囲は
耐火断熱材１４によつて保温されている。ポツト
１５は溶融ガラス素地を流出するオリフイス１７
の他に該オリフイスから流出した溶融ガラス細線
にガスジエツトを吹き付けそれによつて該溶融ガ
ラス細線を全体として下方に引き伸ばして更に細
繊化するためのオリフイスとを該オリフイス１７
の近傍に有している。溶融ガラスを紡出するため
のオリフイスとガスジエツトを噴出するためのオ
リフイスの設計あるいは両者の適切な相対的位置
関係等は例えば特開昭52−25113号公報あるいは
米国特許第4135903号明細書に開示されており、
本発明の装置においてもそのような位置関係等が
採用される。図面では、ジヨイント１８、管１９
を通じて供給されたジエツト用ガスがオリフイス
１７の周囲に位置せしめられたガスジエツト用オ
リフイスから噴出する。ポツト１５は、ポツト１
５の下部に位置する、これらのオリフイスを有す
るノズル部２３を通電加熱するために電源と接続
するブスバーを更に備えている。すなわち、ノズ
ル部２３の耳２０と結合しているブスバー２１を
通じて電源トランス２２から低電圧・大電流がノ
ズル部に通じられ、ノズル部の温度従つてオリフ
イス流出される溶融ガラスの温度が高められる。
それ故、本発明の装置によれば、ポツト内におけ
る溶融ガラス素地の液面と紡出時の溶融ガラスの
温度とを別個独立に変えることが可能となる。

添付図面の第４図および第５図には、本発明に
おけるポツト１１の下部とノズル部２３の概略斜
視図および該ノズル部の端部近傍の斜視図がそれ
ぞれ示されている。

第４図および第５図において、ポツト１５の下
部に取付けられている（取外し可能に又は１体と
して）ノズル部２３はポツト１５から供給される
溶融ガラスをオリフイス１７を通じて出口３３か
ら吐出すると同時に、ガス導入口３５，３５′か
ら部屋３７，３７′を経てノズル部２３の下壁に
穿たれた導管３８，３８′に導かれたガスをガス
噴出オリフイス３９，３９′からガスジエツトと
して噴出せしめる。オリフイス１７の出口３３か
ら吐出された溶融ガラスは、ガス噴出オリフイス
３９，３９′から噴出されたガスジエツトと衝突
して強く引き伸ばされ細繊化３４される。ノズル
部２３は耳２０，２０′を通じてその両端から通
電され、ガラスの溶融温度以上の温度に加熱され
ている。

本発明の装置においては、第２図および第３図
に示されているとおり耐火断熱材１４で覆われた
ポツト１５から成る繊維化装置１６を、図示され
ているように予めブスバー２１、電源トランス２
２およびジエツトガス用管１９と一緒に組立てて
おき、可動性台車（図示していない）上に設置し
ておくのが望ましい。台車に据えられた繊維化装
置１６は第２図では紙面の表裏方向に可動であ
り、従つて第３図では紙面の左右方向に可能であ
る。

ポツト１５を修理又は取替えるときには、台車
に据えられた繊維化装置ごと台車を動かして予め
組み立てておいたものと容易に交換することがで
き、それ故修理又は取り替えの必要なポツトを高
温度下にあるフオアハースの下方雰囲気中で長時
間に亘つて修理したりあるいは取り替えたりする
作業が不必要となる。

台車の交換がすんだのち、電源（配線２４）お
よびガス配管の接続（フレキシブルチユーブ１
８）を行うだけで繊維化装置の交換は終了する。
交換作業は短時間で終了するので、その間中フオ
アハースからスパウトを通じて流下する溶融ガラ
スの流量は通常プランジヤー１３を下げて少なく
することはしない。交換作業中スパウトから流出
する溶融ガラスは、それ故第３図に点線で示した
樋により回収される。フオアハースと繊維化装置
との間は通常それ程の距離はなく、それ故第３図
に示した如く樋を比較的ゆるやかな勾配（例えば
水平に対し10〜30゜の角度で）で設置し得るにす
ぎないので、このような低勾配でガラスを円滑に
回収し得る樋の開発が望まれていた。

それ故、本発明によれば、溶融ガラス素地を貯
えたフオアハースと繊維化装置とが別個独立の装
置として切り離されており、そして第３図に図示
したように両者の比較的狭い空間に低勾配で設置
し、ガラスを円滑に回収し得る樋からなる構造も
提供される。

上記樋は、従来このような場合にガラス回収用
として用いられていた、樋の表面に多量の水を流
しつつ使用する鉄製樋とは異なり、樋の表面が僅
かに濡れる程度に水を供給するだけで、しかも比
較的低い設置角度でもガラスを円滑に回収し得
る、表面にサーメツトを溶射した、好ましくは表
面に溶射されたサーメツトが円滑表面を形成して
おらず小さな凹凸表面を形成している、ものであ
る。このような樋は、本願出願人により既に別途
提案されている。

本発明のガラス繊維製造装置によれば、例えば
スパウトから供給される溶融ガラスの量を一定と
したままで、ポツトの温度を高くする（低くす
る）ことにより繊維径を細く（太く）することが
でき、またポツトの温度を一定にしたままで、ス
パウトから供給される溶融ガラスの量を少なく
（多く）することにより、繊維長を長く（短く）
することができる。本発明の装置の特徴の１つ
は、このようにポツトの温度（従つて溶融ガラス
の温度）と溶融ガラスの流量とを独立に変化させ
ることができ、それ故同じ装置を用いて種々の品
質特性を有するガラス繊維が製造し得る点にあ
る。このような装置は従来全く知られていない。

本発明のガラス繊維製造装置によれば、繊維化
装置は予め組立てておくことが便利であり、それ
故繊維化装置の修理又は取替えに要する時間が短
時間でよくまた操作も簡便となる利点がある。

また、本発明のガラス繊維製造装置の１つの態
様によれば、繊維化装置の交換をスパウトから溶
融ガラス素地を流出し且つ樋により回収しつつ行
うことができるので、溶融ガラス素地の流出量が
変化することによつて生づるフオアハースあるい
はガラス溶解槽への影響を防止することができ
る。

また、本発明のガラス繊維製造装置によれば、
繊維化装置がフオアハースと独立しているため
に、繊維化装置を交換する際ポツト内に貯留して
いる溶融ガラス素地を抜き出すことができる。そ
のため、ポツト内に溶融ガラス素地がたまつたま
ま冷却した場合に生じる幣害例えばガラス素地と
ポツト材質との膨脹係数の相違により生ずるポツ
トのしわやクラツクあるいは弗化水素処理による
ガラスの溶出に要する長い時間等を避けることが
でき、ポツトを傷めずまた簡単に後処理を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図は、従来の繊維製造装置の構
造を示す模式的断面図である。第２図および第３
図は、いずれも本発明の繊維製造装置の構造を示
す模式的断面図である。第２図と第３図とには互
に直角方向の断面が示されている。第４図および
第５図はそれぞれ、本発明のガラス繊維製造装置
におけるポツトの下部とノズル部との概略斜視図
と該ノズル部の端部近傍の斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融ガラス素地を流下せしめる複数のスパウ
   トを備えたフオアハースと該スパウトから流下し
   た溶融ガラス素地を受け取る、該フオアハースと
   は独立に該スパウトの下方に移動可能に設置され
   た複数の繊維化装置から成り、該繊維化装置は溶
   融ガラス素地を貯めるポツトから成り、該ポツト
   は溶融ガラス素地を流出するオリフイスと該オリ
   フイスから流出した溶融ガラス細線にガスジエツ
   トを吹き付けるためのオリフイスとを該ポツトの
   下部に有しており、且つ該ポツトはこれらのオリ
   フイスが存在する下部ノズル部を通電加熱するた
   めにブスバーを備えている、ことを特徴とするガ
   ラス繊維製造装置。