KR840002788Y1 - 열가소성 물질을 섬유화하기 위한 중공원심 스피너장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열가소성 물질을 섬유화하기 위한 중공원심 스피너장치

제1도는 본 고안의 바람직한 실시예에 의해 구성되는 스피너를 구비하고 그 스피너의 주연벽에 인접하여 하방향을 향해 분출되는 연신용 환상송풍을 분출하기 위한 송풍발생기를 구비한 섬유화 장치의 부분파단수 직단면도.

제1a도는 제1도의 섬유화 장치에도 배치할 수 있는 다른 실시예의 분배 오리피스의 확대입면도.

제2도, 제3도, 제4도, 제5도 및 제6도는 제1도와 같은 부분수직 단면도로서 각각 스피너 및 스피너내의 글래스 공급기구의 각각 다른 실시예를 설명하는 도면.

제7도는 제6도에 도시하는 바와 같은 스피너내의 다른 모양의 글래스 공급장치(릴레이 장치)의 부분확대 단면도.

제8도는 제4도 및 제3도에 도시하는 글래스 공급장치의 릴레이장치를 설명하는 확대파단 단면도.

제9도는 제4도 및 제5도의 스피너 보강구조의 파단 투시도.

제10도 및 제11도는 스피너 주연벽의 각각 다른 형태의 파단 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스피너 지지축(축) 11 : 하브

12 : 스피너 13 : 주연벽

14 : 경부 15 : 플랜즈(부재)

16 : 환상부재(보강재 ) 17, 17b : 분배바스켓트(공급 바스켓트)

17a : 암목 18, 18a : (분배 )오리피스

19 : 글래스류 S : 글래스류

20 : 실 21 : 송풍 분출오리피스

23 : 가열기 24 : 하브

25 : 스피너 26 : 주연벽

27 : 플랜지 28 : 분배바스켓트

29 : 천공 30 : 글래스류

31 : 펀넬 31a : 외형

32 : 글래스류 33 : 리레이링(리레이 장치)

34 : 오버플로우 리지 33a : 브리켓트 지지재

35 : 리레이 장치 36 : 스피너

37 : 펀넬(리레이 펀넬) 38 : 구조부재

38a : 소켓트 38b : 저판

39 : 브라켓트 40 : 토출구

41 : 구멍 42 : 스피너

43 : 분배바스켓트 44 : 글래스류

45 : 리레이 장치 46 : 절연재

본 고안은 글래스 또는 유사한 열가소성 재료, 특히 무기재료를 섬유화하기 위한 중공원심 스피너장치에 관한 것이다. 특히 본 고안은 일단에 개방된 주연벽을 갖고, 다른 단에 고정장치를 가지는 중공스피너, 용융글래스류의 원심사출을 위해 다수열의 오리피스를 구비한 벽으로 이루어진 글래스를 섬유화하는 장치에 있어서, 환상보강부재가 스피너 주연벽의 개방단의 전둘레를 통하여 스피너와 일체로 연결되어 있으며, 상기 보강부재는 주연벽의 개방단에서 내의 방사방향으로 단(段)을 이루며, 또한 상기 보강부재는 스피너의 축방향에서 상기 주연벽의 벽두께보다 더 큰 단면치수를 갖는 것을 특징으로 하는 글래스를 섬유화하는 장치에 관한 것이다. 이 장치에 있어서는 원심스피너(회전부재)가 보통 직립축상에 부착되어 사용되며 글래스류는 이 스피너의 내부에 공급되고, 스피너의 주연벽(Peripheral wall)의 내면에 보내지며, 이 스피너는 다수의 오리피스를 구비하기 때문에 스피너가 회전하면 글래스는 스피너 주연벽 중의 오리피스로부터 원심력에 의해 여러 개의 류, 즉 일차류에 사출된다. 연소실로부터 송풍(blast)형태의 환상 연신용 개스류를 송출하는 장치를 구비하며, 환상류는 스피너의 천공된 주연벽의 외부표면의 근처의 하방향을 향해 유출하여, 그것에 의해 글래스류는 연신되어 통상적으로 결합제로서 피복되고 연신용 송풍은 하방향을 향해 운반되고 통상 포집실(Collecting chamber)의 저면벽에 배치된 다공성 포집 콘베이어의 상부 표면에 포집된다. 대표적인 장치로는 콘베이어상에서 멧트 또는 모포상태의 제품을 만드는 것을 보조하기 위해서 상기 다공성 포집콘베이어의 아래에 흡인 상자가 배치되며, 만들어진 멧트는 차후의 처리포장 등을 위해 운반되어 진다.

이 기지의 타이프에 있어서 통상 사용되고 있는 장치로는 소위 "연질"글래스, 즉 스피너의 재질이 과도한 침식 및 변형을 받지 않고 견딜 수 있는 온도 한계내에서 스피너 벽중의 오리피스를 자유롭게 통과하는 점도로 되는 온도/점도 특성을 가지도록 특히 배합성분이 선택된 글래스 조성물을 사용하는 것이 보편화되어 있다. 상술한 목적을 달성하기 위해 사용되는 글래스 조성물에는 통상 용융온도 또는 액상선 온도 및 점도를 낮추지만 실투화(失透化)하는 경향이 있으며, 따라서 과도하게 높은 온도에서는 용융 글래스를 사용하지않고 바리윰, 보론 및 플로린 화합물의 일종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 보편화되고 있다.

그러나 상당량의 보론 또는 플로린 또는 바리윰까지도 함유하는 조성물을 사용하는 경우 특히 보론 및 플로린의 경우에는 바람직하지 않은 휘발성 성분이 발생하고, 용융 글래스 제조장치들을 통과하여 외부로 방출되기 때문에 환경오염의 가능성은 피할 수 있다 할지라로 이들 개개의 성분마다 적절한 폐기처분을 하기위한 배출개스의 특수한 처리가 필요해지기 때문에 이들 성분의 경우에는 어떤 종류의 주의를 기울일 필요가 있다.

바리윰, 보론 및 플로린 화합물은 대표적으로는 각각 약 3%, 6% 및 1.5%의 량으로 사용되는 글래스중에 존재하지만, 통상 사용되는 보론 및 플로린 화합물은 글래스 제조에 사용되는 용융온도에서 휘발성이며, 플로린은 섬유화 공정중에 사용하는 온도에서조차도 휘발하므로 글래스에 이들 성분을 상기 함유량까지 투입하기 위해서는 글래스 용융온도에서의 휘발에 의한 손실을 보충하기 위해 글래스 제조에서 보다 다량의 초기 삽입량을 필요로 한다.

이들 화합물을 상당한 량으로 사용할 때의 다른 결점은 제조되는 섬유의 코스트가 상승하는 것이다. 이 결점은 특히 고가인 바리윰 화합물을 사용할 때에 특히 지적된다. 또 비교적 연성인 글래스는 바람직한 내고온성을 갖지 않는 글래스 섬유를 생기게 한다.

이 타이프의 섬유화 기법에서 종래 봉착해왔던 여러가지의 요인은 소정의 장치의 생산능력을 제한하는 경향을 가지는 것이었다.

상술한 선행기술의 결점을 감안하어 본 고안의 일반적인 목적은 선행기술의 상기 결점을 극복하는데 있다.

이로 인해, 본 고안은 스피너를 둘러싼 연신용 환상 송풍 중에 글래스류를 송출하는 원심스피너를 사용하는 종래의 장치에서 소정설비의 생산성 증대를 도모하고, 동시에 어느 종류의 환경오염원을 제거함으로써 보다 저렴한 글래스 조성물의 사용을 가능케 하고 개선된 내온도특성을 갖는 섬유제품을 제공하는 것을 의도한 것이다.

선행기술의 조성물을 천공 스피너를 통해 만든 섬유의 경우에는 약 400℃를 실질적으로 남지 않는 온도로 노출되는 용도에 상기 글래스 섬유제품을 사용할 수 있는데 불과하지만, 본 고안에 의한 조성물로부터 제조한 글래스 섬유로는 대응하는 온도를 약 480℃로 상승시킬 수가 있다.

상술한 일반적인 여러가지의 목적은 스피너에 글래스를 공급하여 분포시키기 위해 사용하는 조작조건, 방법 및 장치, 스피너 그 자체의 구조 및 글래스의 조성 및 스피너를 구성하는 합금 조성물을 포함한 개개 또는 각종의 조합으로서 여기서 기재한 다수의 중요한 개선에 의해 달성된다. 각종의 이들 특정요소는 이하에 설명하는 바와 같이상호 관련되는 것이다.

여기에 기재하는 기법은 어떤 종류의 다른 동시에 출원된 미합중국 특허원(이들은 어느 것도 1978년 12월 8일 특허출원에 관한 프랑스 특허원 제7,834,616호에서의 우선권주장에 근거함)에도 기술되어 있다.

본 고안의 방법 및 스피너 구조를 포함한 장치로서 사용하는 글래스 조성물(이하에 그 예를 기술한다)에 대하여 우선 기술한다. 본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 글래스 조성물은 플로린을 함유하지 않고 바리윰 및 보론을 함유한다 할지라도 소량이 되도록 조성된다. 이와같은 글래스 조성물은 "경질 글래스"이며 고융점 및 고실투(高失透) 온도를 가진다. 플로린 불함유 또는 보론 불함유 및 바리윰 불함유의 어떤 특성의 글래스 조성물은 선행기술의 스피너 기법에 의해 섬유화가 실용적으로 되지 않더라도 본 명세서에 기술하는 방법 및 장치에 의해 용이하게 섬유화된다. 더우기 이들 경질 글래스는 중대한 온도성능의 점에서 바람직한 "경질"글래스섬유를 생기게 한다.

고실투 온도를 가지며 또한 고온도에서만 적당한 섬유화점도를 달성한다. 이와같은 경질글래스 조성물은 특수한 취급 및 특수한 섬유화장치를 필요로 하고, 여기에 기재하는 기법은 스피너 구조에서 스피너 중의 글래스 송출 및 분포를 위한 방법 및 장치에 또한 스피너 중에 확립된 조작조건에 다수의 현저한 개선이 달성되고 이들의 경질 글래스로부터 섬유를 제조하는 것을 용이하게 하며, 기지의 스피너 구조 및 기법을 사용한 것으로는 섬유화가 불가능하지는 않다고 하더라도 곤난한 것이다. 어떤 종류의 매우 경질의 글래스 조성물의 섬유화방법이 제공된다.

이들의 구조상 및 조작상의 개선은 경질글래스의 섬유화에 특히 바람직하고 중요하지만, 본 명세서에 고려하는 "원심"기법에 의해 섬유화되는 다른 종류의 글래스를 사용할 때에도 또한 바람직하다.

이들의 구조상 및 조작상의 개선은 본 명세서에 기재하는 기술에 있어서 바람직하게 사용되는 장치를 고려한 후에 설명하는 것이 최선이며, 따라서 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 고안의 바람직한 실시예에 의해 구성된 스피너를 배치하고 그 스피너의 주연벽에 인접하여 하방향을 향해 송출되는 연신용 가스의 환상류를 송출시키기 위한 송풍 발생기를 구비한 부분 단면도에 의한 수직단면도이다.

첫째로 제1도의 실시예를 참조하면 수직의 스피너지 지지축(spinner supporting shaft)은 10으로 도시하고, 이 축은 스피너를 부착하기 위한 하브(hub)를 하단에 구비하고, 하브를 도면에 11로서 도시한다. 스피너 자체는 12로 도시하고, 이 스피너는 여러 줄의 스피너 오리피스를 구비한 주연벽 13으로 이루어지며 벽 13의 상단은 중앙부착부 즉 넥크(neck)부 14에 의해 하브 11에 접속된다. 스피너 벽중의 오리피스는 스피너벽의 단면 부분에만 나타나지만 다수의 오리피스가 다수의 수직으로 간격을 두고 배열된 열을 만드는 오리피스가 장치되어 있다는 것을 알 수 있다. 스피너는 그 하단에 내방향으로 돌출한 플랜지(flange) 15를 구비하고, 이 플랜지 15에 원통형 부재 즉 원통형 요소 16의 상단이 접속하고 이 원통형 요소 16은 이하에 다시 설명하는 바와 같이 보강기능 또는 지지기능을 나타낸다.

스퍼너 내에 또는 스피너와 함께 회전하도록 부착된 분배 바스켓트(basket) 17은 스피너 주연벽의 최상단 열 오리피스의 면에 실질상 장치되어 일렬로 배열된 분배 오리피스 18을 구비한다.

도면에 도시하는 바와 같이 분배 바스켓트 17은 브라켓트(bracket) 17a에 의해 하브 11상에 부착된다. 글래스류는 스피너 부착구조를 통해 하방향을 향해 또한 중심부에 송출되고 S로서 나타낸 바와 같이 바스켓트 17의 저면벽의 내측으로 보내져서, 이 저면 벽상을 횡방향으로 확장되어 바스켓트의 천공 주연벽에 도달하고, 바스켓트벽의 내측에 층을 만들고 이 천공 주연벽으로부터 글래스류는 19로서 나타내는 바와 같이 오리피스의 최상단에 근접한 스피너 주연벽의 내면을 향해 오리피스를 통과하여 방사상태로 외방에 사출되며 이 오리피스의 최상단 구획으로부터 글래스는 스피너 내벽의 하방향을 향해 흐른다. 이 하강류는 스피너 주연벽의 내측에 내부포위벽 즉 실구조(室構造)를 가지지 않기 때문에 방해되지 않고 류하(流下)하며, 이 흐름은 스트로보 스코프광(stroboscopic light)에 의해 관찰하면 층류(層流) 특성을 가지며 이 층류중에는 평활한 파상외관을 나타낸다. 글래스는 스피너 주연벽 중의 오리피스에 방해되지 않고 제한되지 않는 박층상의 흐름으로 들어가고, 또 글래스는 그 층류로부터 전체 스피너 오리피스를 통해 다수의 흐름, 즉 일차류로 되어 외방향으로 사출되고 그 일차류는 이하에 기재하는 장치에 의해 확립된 환상 송풍(가스 송풍)에 의해서 연신된다.

제1a도는 서로 지그재그형으로 배열되고 또한 스피너벽의 최상단의 오리피스 구역에 글래스를 토출하기위한 공통면에 접근하여 설치된 2열의 오리피스를 구비한 별도의 분배 바스켓트 17b를 나타낸다.

분배 바스켓트(제1도의 17 및 제1a도의 17b)의 배열에 관해 선행기술에서 사용된 대개의 분배 바스켓트는 천공 스피너 벽의 수직방향의 길이의 주요길이 전체에 걸쳐 스피너 천공 주연벽에 글래스를 분배하기 위하여 상호간 떨어져 수직으로 장치된 수열의 오리피스를 구비한다. 그러나 본 고안자들은 선행기술의 공통의 기법에 따라 글래스의 수직분배를 하기 위해 필요한 다수의 오리피스를 장치함에 있어서, 특히 비교적 대형스피너의 경우에 다공 주연벽의 구멍의 직경 및 수직 높이에 대해 어느 종류의 불이익과 난점에 봉착하는 것을 발견하였다.

상기 연급한 불이익 및 난점 중에서 가장 중요한 문제는 분배 바스켓트로부터 스피너 주연벽의 내측에 토출되는 글래스류로부터의 열손실에 관한 것이다. 이와같은 열손실은 토출되는 글래스류의 전체 표면적에 정비례한다. 선행기술에 의한 배열과 같이 다수의 흐름이 대단히 가늘 경우에는 전체 표면적은 본 명세서에 기재하는 바와 같은 분배바스켓트가 오직 일열만의 선행기술의 것보다 큰 치수의 오리피스를 구비하고, 그것에 의해 전체 표면적을 훨씬 작게 하면서 같은 량의 글래스를 토출하는 배열보다도 훨씬 크다. 사실 대표적인 경우에는 여기에 기재한 배열은 선행기술의 표면의 약 1/7에 불과한 소정량의 글래스류를 토출한다.

따라서, 본 고안에 의한 개선된 배열은 분배바스켓트에서 스피너 주연벽에 토출되는 글래스로부터의 과도한 열손실(이것은 선행기술의 장치의 주된 결점이다)을 없게 한다. 그 외에도 선행기술에서 사용하는 가는 글래스류의 경우에는 분배 바스켓트로부터 스피너의 주연으로 토출할 때의 열손실이 각기 다른 글래스류간의 균일성은 본 고안의 배열에 있어서와 같이 보다 적은 수의 굵은 흐름의 경우보다 훨씬 적다.

선행 기술에서 사용하는 연질 글래스를 사용할 때는 상술한 바와 같은 열손실의 문제가 금지된 것이라고 생각할 수는 없으나, 본 고안에서 의도하는 보다 경질 글래스를 사용할 때에는 이와 같은 열손실은 견딜 수없게 된다.

본 명세서에 기술하는 기법은 스피너의 직경을 증대하는 것을 의도하는 것이 또 다른 중요한 인자이다. 선행기술에 있어서와 같이 분배 바스켓트로부터 가는 직경의 글래스류가 토출될 때에는 스피너 직경을 크게하면 글래스류의 불규칙한 맥류(脈流, fluttering)를 생기게 하는 경향이 있고, 그것에 의해 조작조건의 균일성에 나쁜 영향을 준다. 보다 굵은 글래스류를 보다 적은 수로 사용하면 이와 같은 불규칙한 맥류를 해결할수 있다. 이와 같은 불규칙한 맥류경향을 감소시키는 다른 수단은 제2도 내지 제6도에 도시하는 실시예에 의해서 이하에 기술한다.

더우기 바스켓트 벽의 천공의 대부분을 통하여 스피너 천공 주연벽의 내측에 토출되는 다수의 가는 글래스류의 경우에 이러한 글래스류의 약간은 분배 바스켓트 벽의 개개의 천공과 실질상 일선으로 나열된 스피너 주연천공에 도달하지만 다른 글래스류는 스피너 주연벽의 천공간의 비천공 구역의 부분에 도달한다. 따라서 이것은 비균일한 동적조전을 도입하여 제조되는 섬유의 균일성에 악 영향을 준다.

상술한 것을 고려하여 스피너 주연벽상에 수직 방향으로 분배된 다수의 공급류를 사용하는 대신에 개선된 배열은 천공된 주연벽의 내면상에 용융 글래스의 구속되지 않고, 제한되지 않은 하방향으르 흐르는 층을 확립 유지하고, 글래스의 공급은 상기 층의 상단부에서 행해지며, 상기층은 스피너 벽의 전체천공상에 층류를 형성하여 하방향으로 흐르기 때문에, 주연벽의 각 천공으로부터 글래스류를 사출하는 동적 조건은 사실상 동일하게 되며, 그것에 의해 제조되는 섬유의 비균일성의 근원은 제거된다.

하방향으로 흐르는 비구속류의 발달 즉 확립은 제1도 및 제1a도에 대해서 상술한 분배 바스켓트에 의해 행해지며, 즉 스피너 벽의 천공의 최상단 열의 높이 또는 그 높이에 접근한 높이의 평면에 또는 그 평면에 접근해서 장치된 일열의 오리피스를 통해 스피너벽에 섬유화되기 위한 전체 글래스를 공급하는 바스켓트 또는 분배장치의 사용에 의해 행해진다. 이 일열의 오리피스는 전부 약 75개 내지 200개로 구성되는 것이 바람직하고, 이 수는 다수열 분배바스켓트 중에서 보통 사용되는 수의 약 1/10 내지 약 1/3의 수이다. 스피너벽의 천공을 통하여 글래스를 목적한 바와 같이 균일하게 공급하는 것은 이하에 기재하는 다른 바람직한 조작조건에 의해 특히 스피너벽의 상부 및 하부의 구역에서 글래스의 실질상 균일한 점도를 얻는 온도 조건을 유지함으로서 증대된다.

글래스사의 연신을 위해 제1도에 도시한 구조물은 환상 토출 오리피스 21을 구비한 환상실(annular chamber) 20을 포함하고, 이 환상실 20은 연료를 연소하고 그것에 의해 목적한 열 연신 가스를 만들기 위한 적당한 장치를 구비한 22로 나타내는 바와 같은 1개 또는 그 이상의 연소실로부터 연신 가스가 공급된다.

이것은 스피너를 포위하는 카텐과 같은 형태의 하강하는 환상류를 준다. 스피너 부착장치의 구조 및 송풍발생기의 구조에 대하여 상세한 것은 당업계에 공지되어 있으므로 그들을 본 명세서에서 기술할 필요는 없다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 장치는 스피너의 하단을 가열하는 장치도 또한 포함한다. 이것은 여러종류의 형태를 취하며, 바람직하게는 23으로 도시하는 바와 같은 환상의 고주파 가열장치이다. 이 가열장치의 환은 스피너의 직경보다 큰 것이 바람직하며 스피너 저부의 약간 아래에 간격을 두어 배치된다.

다음은 제1도에 설명하는 실시예의 운전에 대하여 기술한다.

본 명세서에 기재한 여러가지의 구성요소는 임의의 치수의 스피너와 함께 사용할 수 있지만, 본 고안의 개선된 기법의 바람직한 실시예에 의하면 스피너는 종래 보통 사용되어온 것보다 큰 직경의 것이 사용된다. 예를 들면 종래에는 직경 300mm의 스피너를 대표적으로 사용하였으나, 여기에서는 직경 400mm 정도의 스피너를 사용한다. 이것은 스피너 주연벽의 글래스 토출 오리피스의 수를 상당히 증가시킬 수 있게 하고, 이 오리피스 수의 증대는 스피너로부터 그 둘레의 연신용 송풍중에 사출하는 글래스류의 수를 증가시키는데 유리하다. 이러한 종류의 스퍼너는 비교적 고속도로 회전하므로, 스피너 벽에는 상당한 원심력이 작용한다. 또 스피너는 고온에서 운전되므로, 그 주연벽의 중앙구역은 항상 외측으로 만곡하는 경향이 있다. 이 경향은 보강수단 또는 지지장치를 사용함으로서 제거할 수 있으며, 그 보강 또는 지지장치가 몇개인가는 도면 중여러가지의 실시예중에서 설명한다. 제1도의 실시예에서 보강장치는 주연벽의 하단에 내향 플랜지 15에 의해 부착된 환상부재의 형태를 갖는다. 이 환상보강부재 16의 보강작용은 주연벽 13의 중앙구역이 원심력의 작용하에서 외측으로 만곡하는 경향은 주연벽 13의 하단과 플랜지 15와의 연접선의 주위에 플랜지 15를 상방향 및 내측으로 굴곡시키는 경향이 있다는 것을 생각하면 이해될 것이다. 환상부재 16이 만약 존재하지 않았다고 한다면(선행 기술의 스피너의 경우와 같이) 플랜지 15의 비교적 엷은 내측단부에 약간의 "파상운동(波狀運動)" 또는 소파상운동이 생김으로서 플랜지 15의 상술된 상방향 및 내측으로 굴곡시키는 작용이 소량만 부여되는데 불과하다. 그러나 플랜지의 내측단부에 환상부재 16이 결합되어 있을 경우에는 플랜지의 내측단부에서 이와 같은 소파소파상운동은 억제되고 이로 인해 스피너벽 구조의 보강 즉 지지를 준다. 환상부재 16과 플랜지 15와의 각도를 이룬 결합도 바람직한 보강을 부여하는 것을 보조한다.

상술의 목적을 위해서는 보강부재(환상부재) 16은 스피너 주연벽 13의 평균벽 두께보다 두껍다. 바람직하게는 스피너 벽의 최대의 두께보다도 오히려 두꺼운 스피너 축방향의 치수를 구비하는 것이 바람직하다. 더우기 주연벽 외측의 만곡을 억제하는 바람직한 작용을 주기 위한 환상부재는 플랜지 15의 내측단부로부터 하방향으로 돌출한 위치에 부착되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 기재하는 바와 같이 스피너를 보강하면스피너 벽의 만곡이 저지되고 스피너의 유용수명이 신장한다.

이 보강작용을 달성하는 다른 구조물의 형태는 이하에 기재하는 다른 도면에 도시한다.

제1도에 도시한 바와 같은 장치의 실시예의 바람직한 조작을 생각하기 전에 비교적 연질의 글래스를 사용하는 스피너를 사용하는 대표적인 선행기술의 조작으로는 글래스가 보통 스피너의 중심구역에 부착된, 다수의 간격을 두고 배치된 종 방향의 열을 만드는 글래스 분배 오리피스를 갖는 분배 바스켓트 중에 토출되고, 그 결과 글래스는 이 바스켓트로부터 스피너 주연벽의 적어도 대부분의 수직방향의 치수전체에 송출되는 것을 우선 지적하지 않으면 안된다.

이와 같은 선행기술의 대표적 조작으로는 상기 주연벽의 상단부분과 하단 부분과의 사이에는 어느 정도의 온도차가 존재한다. 즉, 주연벽의 상단 부분은 연신용 송풍의 근원에 가깝다는 주된 이유 때문에 상단 부분은 하단부분보다 고가이다. 더우기, 대표적인 경우에 주연벽은 그 높이 전체에 걸쳐 같은 두께이거나, 또는 경우에 따라서는 저단부의 방향으로 보다 상부단의 방향으로 보다 두껍게 된다. 그 외에도 대표적인 선행기술에 있어서는 오리피스의 직경이 스피너의 상측 열과 하측열 사이에 약간 차가 있다. 이들 각종의 인자는 예를 들면 챠벤티에르(Charpentier) 등의 미합중국 특허 제3,304,164호의 제3도에 기재되어 있는 바와 같은, "우산"섬유화라고 불리우는 섬유를 얻기 위해 글래스류의 사출을 하방향의 오리피스보다 상방향의 오리피스의 방향으로부터 보다 많은 비율로 사출하기 위해 확립된 것이다. 이것은 만약 상측 열의 오리피스와하측열의 오리피스와의 양쪽으로부터 같은 정도로 글래스류가 사출될 때와 같이 섬유가 서로 교차하고 서로 엉켜 융착하는 것을 방지한다.

이들 선행기술의 어느 것에 있어서의 스피너 하단은 용융 글래스의 도입 및 그것을 둘러싼 연신용 송풍으로부터 생기는 가열외에도 약간의 가열이 행해지지만 대표적 선행기술의 단섬유화 방법에서는 스피너의 상단과 하단 사이에서와 같이 글래스 온도에 차를 두고 조작하는 것이 보통 필요하다. 스피너의 상단은 이미 기술한 바와 같은 인자를 위하여 온도는 보다 높고, 스피너의 하단은 약간의 열이 가해졌다 할지라도 일반적으로 보다 낮고, 이 온도차 때문에 예를들면 정상부를 향해 약 1050℃에서 저부를 향해 950℃의 온도차 때문에 글래스와 생성점도는 저부보다 정상부에서 낮으며, 따라서 상측의 천공을 통해 보다 큰 유속 즉 인출속도가 얻어지며, 따라서 글래스는 스피너의 저부에 있어서 보다 정상부에 있어서 보다 많이 사출되고 이에 따라 바람직한 우산섬유화가 달성된다.

연질 글래스를 사용하는 선행기술의 경우에는 온도를 실투온도보다 상당히 높은 온도에서도(또 글래스를 상단열의 오리피스에 가까운 높은 온도로 사용하여도) 그 온도는 스피너의 금속에 중대한 불리한 작용을 하지 않으므로, 상술한 목적을 위해서는 스피너 상단과 하단의 온도차에 의지할 수 있었던 것이다.

상술된 것과 반대로, 경질 글래스의 경우에는 스피너의 상단과 하단사이에 실질상 온도차가 있어서 스피너의 운전은 할 수 없다. 그 이유는 만약 하단부의 온도가 글래스의 결정화, 그로 인한 하단 오리피스의 폐쇄를 피하는데 충분하도록 높은 온도로 정해지면 우산 섬유화를 달성하기 위해 선행기술에서 빈번하게 사용되는 온도차를 확립하기 위해서는 스피너 상단부근의 글래스 온도를 더욱 높은 온도로 높이게 되는데, 그이유는 이 온도에서는 스피너가 침식, 부식 및 또는 변형되기 때문이다.

이들의 인자를 고려하여 개선된 기법은 경질 글래스 조성물을 사용할 때에 신규의 방법으로 바람직한 우산 섬유화가 달성된다. 개선된 기법은 스피너의 상단과 하단의 온도 차를 사용하는 대신에 스피너의 상단 및 하단에서 거의 같은 온도를 확정하고 이 온도는 실투온도 이상의 그러나 그것에 가까운 온도(예를들면 1050℃)로 정해진다. 따라서 글래스 점도는 스피너의 정상부 및 저부열의 오리피스에서 본질적으로 동일하다. 예를들면 약 5000포아즈로 이 개선된 기법에 의하면 하단열오리피스로부터의 글래스류의 사출에 대해 바람직하게 증대된 저항성이 선행기술과는 상이한 방법으로 달성된다. 그러므로 선행기술과는 달리 본 개선된 기법은 제1도에 명료하게 도시하는 바와 같이 경상부단을 향하는 것보다 저부단을 향하여 보다 두껍게 되는 주연벽을 사용하는 것을 의도하는 것이다. 이것은 저부단을 향함에 따라 길이가 길게 되는 오리피스를 생기게 하고 이것은 소정의 글래스점도의 경우에는 원심력의 작용하에서 저부단 오리피스를 향함에 따라 글래스류의 사출에 대한 저항성이 커진다. 글래스류 사출에 있어서, 이와 같이 큰 저항은 스피너의 저부단에 비해 상부단에서 보다 다량으로 글래스류 사출케하고, 그것에 의해 바람직한 우산형 섬유화(경사형 섬유화)를 생기게 한다. 소망에 따라, 저부열 오리피스를 통하는 글래스류의 저항은 저부열 오리피스의 직경을 작게함에따라 더욱 증대할 수 있다.

스피너의 하단부에서 바람직한 온도를 얻기 위하여 종래 사용하여 왔던 것보다 한층 강한 가열을 스피너의 하단부에서 행하는 것을 의도한 것이다. 이렇게 해서 제1도의 가열기 23은 종래 사용되고 있던 능력의 적어도 2배 내지 3배의 능력을 가져야 할 것이다. 10,000Hm으로서 60Kw의 가열기가 적합하다.

여기에 기재되는 바람직한 실시예에 있어서는 주연벽의 정상부 및 저부부분의 양쪽 지역에서 글래스 온도를 사용하는 글래스 실투온도 보다 약 10°내지 약 20℃이상으로 유지하는 것이 바람직하다.

일반적인 목적에 대해 스피너 주연벽의 하단부의 두께는 상단부 두께의 적어도 약 13/2배로 할 수 있으며 경우에 따라서는 스피너 주연벽의 하단부의 두께의 5/2배까지의 두께로 하는 것이 바람직하다. 본 고안의 대표적 실시예에서는 스피너 하단부의 두께는 상단부의 두께의 약 2배이다. 예를 들면 이와 같은 대표적 스피너로는 스피너 정상단부의 두께는 3mm이고, 하단부에서는 6mm이다.

이하는 제10도 및 제11도에 대해서 기술한다. 상술한 점에 대해서는 정상부를 향하는 것보다 저부를 향해보다 두꺼워지는 스피너 주연벽의 단면을 확대하여 설명한 제10도에 주의를 기울여주기를 바란다. 제1도에서의 설명과 같이 정상부에서 저부를 향하여 스피너 주연벽의 두께를 실질상 한가지로 두껍게 해서 언제라도 좋지만 제10도에 도시하는 바와같은 변형을 사용할 수도 있다. 이 변형에 있어서, 주연벽의 두께는 저부단을 향하여 가장 두꺼워지고 가장 엷은 부분은 중앙구역으로 상단부는 중간의 두께이다. 벽 두께에서 이 타이프의 균배는 바람직한 우산형 섬유화를 한층 정확하게 확립하는데 유리하게 사용할 수 있다. 이러한 점에서 주연벽을 가열하는 2종의 주요한 열원은 정상부를 향해 행해지는 연신용 송풍과 저부를 향한 유도가 열기(induction heater) 23이라는 것에 유의해야 할 것이다. 이 결과 주연벽의 중간구역은 정상단부 및 하단부보다 온도가 약간 낮아지고 중간구역에 있어서의 글래스점도는 상대적으로 높아질 것이다. 제10도에 도시하는 바와 같은 벽두께의 변화는 글래스의 점도 및 바람직한 글래스의 사출량 즉 정상부에 있어서의 최대의 흐름 및 사출량, 중앙구역에 있어서의 중위의 흐름 및 사출량, 저부에 있어서의 최소의 흐름 및 사출량을 확립하는 것을 보조한다.

제1도 및 제10도에서 벽의 외측 표면은 원추형, 즉 정상부를 향하는 방향에서 저부를 향하는 방향으로 약간 직경이 크게 되었으나, 제11도에 도시하는 바와 같이 이 외측 표면은 제11도에 도시하는 바와 같이 원추 상태이어도 좋다.

이하는 파라메타에 관해서 부가적으로 설명한다.

제2도 내지 제9도에 설명하는 다른 실시양태 및 관련된 특징을 기술하기 전에 본 고안의 구조 및 조작상의 특징의 양자 범위를 포함하는 부가적인 파라메타를 기술하는 것이 바람직하다.

본 고안의 여러가지의 구성요건은 선행기술에 있어서 사용하는 크기 정도의 주연벽 천공율(즉 전체 천공면적/전체면적비)를 갖는 스피너에 관해 사용되지만, 본 고안에서 의도하는 약간의 요건은 주연벽의 단위표면적당 증대한 천공주를 가지는 스피너에 대해서 유리하게 사용된다. 이와같은 천공율의 증대에 의해 스피너의 글래스 인출 속도 즉 스피너에 의해 섬유화되는 글래스의 총량을 증대시킬 수가 있다.

본 고안을 이해하는데 있어서 스피너벽의 천공을 통과하는 글래스의 토출 속도는 토출되는 글래스의 점도에 의해서 영향받는다는 것을 염두해 두지 않으면 안된다. 글래스의 점도가 증대하면 각구멍을 통과하는 글래스의 흐름을 더디게 하지만 천공율이 증대함에 따라 글래스 점도가 높아진다 해도 스피너의 소정의 전체 글래스 인출속도를 유지할 수 있다.

따라서 천공율의 증대는 스피너의 전체 글래스 인출속도를 감소시키는 일 없이 스피너에 관습적으로 사용되어 온 점도보다 고점도의 글래스를 사용하는 것을 가능케 한다.

글래스 인출 속도는 개개의 천공직경에도 의존하므로 스피너 당 소정의 글래스 인출 속도는 천공율이 충분히 증대하면 개개의 천공직경은 작게 하더라도 유지할 수 있다. 본 고안에서 기재하는 기법은 소정의 스피너의 총 생산량 즉 인출 속도를 증대하는 것을 의도하는 것이지만, 본 고안은 스피너 벽의 개개의 천공을 통하는 글래스의 통과속도를 감소시키면서도 상기 총 생산량의 증대를 달성하는 것을 의도한 것이다. 이것은 일부 앞서 기술한 바와 같이 천공율을 증대함으로서 달성할 수 있고, 또 이하에 기술하는 어느 다른 인자에 의해 달성할 수 있으며, 그 결과 총 생산량은 증대함에도 불구하고 부식 및 스피너의 열화(劣化)는 감소하는 것이다. 물론 부식은 개개의 천공에 집중적으로 일어나지만 천공율의 증대(이것은 스피너를 약체화하는 것이 예상된다)에도 불구하고, 스피너의 생산능력 및 수명은 감소하지 않고 선행 기술의 것에 비해서 약간 증대 또는 연장마저 하는 것이다.

더우기 개개의 천공을 통과하는 글래스류의 속도가 감소함에 따라 스피너 주연벽의 외측표면에 인접하여 분출되는 연신용 송풍 속도는 개개의 천공을 통과하는 글래스류의 속도가 보다 높을 경우와 같을 정도로 크게 할 필요는 없다. 이것은 2중의 잇점을 가진다.

우선 첫째로, 기지와 같은 본 명세서에서 고려하는 타이프의 스피너에 의해 제조되는 섬유의 길이는 일반적으로 연신용 가스의 속도에 역비례하기 때문에, 상술한 연신용 송풍 속도의 감소는 보다 긴 섬유의 제조를 가능케 한다. 두번째로 연신용 가스의 속도 저하는 에너지 절약을 가능케 한다.

천공율의 증대는 또 소정의 체적량의 연신용 가스 중에서 보다 많은 수의 섬유를 연신할 수 있게 하고, 이것은 에너지 보존에 대한 가능성을 나타내는 것이다. 본 명세서에 기재한 기법에 있어서는 연신용 가스의 단위체적 당의 섬유의 수가 증대함에도 불구하고, 제조된 섬유는 혹상태(포켓) 즉 응괴 상태 섬유의 구역이 없고, 전체 연신 공정중에 상호간 개개로 단리(單離)된 상태로 제조되며 따라서 고 품위의 절연성을 갖는섬유 제품이 제조된다.

일반적인 목적에 대해서는 주연벽 천공부의 cm²당 최소한 15천공을 주는 것과 같은 천공율, 예를들면 매 cm²당 15 내지 45 또는 50개의 천공을 주는 것을 의도한다. 적합한 수치는 매 cm²당 약 35개의 천공이다. 사용하는 천공의 직경은 약 0.8mm 내지 약 1.2mm인 것이 바람직하다.

어느 종류의 요건은 임의의 직경을 갖는 스피너에 대해서 사용할 수 있지만, 보다 큰 목적은 선행기술에서 사용한 스피너에 비해 스피너 직경을 크게 하려는데 있다. 이렇게 해서 선행기술에 의한 대표적 스피너 직경은 약 300mm이지만, 본 발명에 의한 스피너의 직경은 적어도 300mm, 그리고 500mm라는 크기의 것을 의도한 것이다.

주연벽이 바람직한 수직 방향의 길이를 갖는 스피너에 대해서는 어떤 종류의 요건이나 사용할 수 있지만, 어떤 종류의 목적에 따라서는 스피너 주연벽은 선행기술의 스피너의 2배가 되는 높이의 것이라도 좋고 스피너의 높이는 예를들면 약 40mm 내지 80mm 증대할 수 있다. 이와 같은 높이의 증대는 천공 총수를 증대시키기 위해서 행해지며, 이와같이 하여 부여된 천공수의 증대는 증대한 수의 글래스류 즉 일차류가 연신용 가스류중에 사출되고, 그것에 의해 다시 에너지를 보존한다.

제2도 내지 제9도의 상세한 설명은 이하에 기술한다.

제2도에 설명한 실시예에 대해 기술한다. 중앙에 스피너 지지(부착) 축 10이 구비되고, 그 하단에 하브구조물 24가 장치되어서 일반적으로 25로 나타내는 스피너를 지지한다. 제1도의 실시예에서는 스피너 주연벽에 인접해서 연신용 송풍을 분출하기 위해 환상 송풍 분출 오리피스 21을 갖는 환상의 실 20이 장치된다. 제2도의 스피너 직경은 제1도의 스피너직경보다 약간 크고 주연벽 26은 다시 하단 쪽을 향하여 두께가 증대하고 있다. 주연벽의 하단에 내향한 플랜지 27이 장치되고, 이 플랜지는 서서히 반경 방향으로 내측을 향하여 두께가 두꺼워지며, 그 내측단부의 축방향의 치수는 적어도 주연벽 26의 평균 두께와 최소한 같은 두께로 바람직하게는 주연벽 26의 최대 두께보다도 두꺼운 것으로 하고 그것에 의해 상술한 바와 같이 주연벽의 중앙구역에 있어서의 만곡에 대한 저항성이 주어진다.

제2도에 있어서 분배 바스켓트 28은 스피너의 중심에 부착되며, 일련의 주연의 천공 29가 장치된다. 글래스류 S는 제1도와 같이 상방향으로부터 분배 바스켓트에 들어가고 분배 바스켓트 28의 회전에 의해 글래스류 30을 경방향(徑方向)으로 외측에 배출시킨다.

스피너의 주연벽 내부에 글래스류 30을 직접 토출하는 대신에 제2도의 실시예에서는 분배(공급) 바스켓트와 스피너 주연벽 사이에 삽입된 리레이(relay)장치가 설치되고, 환상의 내측에 개구한 펀넬 31의 형태를 하고, 스피너의 주연벽에 글래스류 32를 토출시키기 위한 간격을 두고 설치된 리레이용 천공을 펀넬의 저부에 구비한다. 앞서 기재한 실시예에서 글래스류를 토출하는 오리피스는 스피너의 천공된 벽의 상단 구역에서 섬유화되는 글래스의 전부를 토출하도록 설치되고, 그것에 의해 앞서 기재한 바와 같이 하방향을 향해 흐르는 방해되지 않은 층류를 생기게 한다.

제2도의 실시예에 있어서는 제2도의 스피너 직경이 제1도의 스피너 직경보다 큰데도 불구하고, 분배(공급) 바스켓트 28의 직경은 제1도의 분배 바스켓의 직경보다 작다는 것을 주의해야 할 것이다. 문제의 부분의 이 비율은 바람직하다. 그 이유는 제1도에 도시하는 바스켓트 17의 경우에서조차 분배 바스켓트로부터 스피너 천공벽까지의 거리는 토출된 글래스류의 균일성을 손상하며 글래스류의 불규칙한 파동류를 생기게 하고, 그 결과 글래스 토출류의 약간은 스피너 벽의 상단부로부터 아래의 스피너벽 구역에 토출하게된다. 그러나 이것은 바람직하지 않다. 그 이유는 본 고안에서는 스피너 주연벽의 정상부로부터 하강하여 주연벽의 저부에 흐르는 바람직하게 방해되지 않는 층류를 발생하도록 주연벽의 실질상 최상단 열에 있는 오리피스의 어느 평면에 실질상 전부 이글래스가 토출되는 것을 의도한 것이기 때문이다.

제1도에 도시하는 분배 바스켓트의 직경보다 약간 작은 직경의 분배 바스켓트 28을 사용함으로서, 그리고 또한 제2도에 도시하는 환상펀넬 31과 같은 리레이 장치를 사용함으로써 글래스류의 토출은 스피너 오리피스의 최상단열의 구역에서 한층 정확하게 행할 수가 있다. 펀넬 31은 외형 31a로 나타내는 바와 같은 바스켓트 지지구조에 의해 하브 구조 24의 일부상에 부착된다. 이 부착면은 바람직하게는 절연수단(예를들면 제7도 및 제8도에 도시하는 바와 같음)을 함유한다.

제1도와 같이 제2도의 경우에드 스피너 주연벽의 상단 부분 및 하단부분의 온도를 바람직하게 동일하게 유지시키기 위해서 고주파 유도가열기 23이 사용된다.

제3도는 제2도와 유사한 실시예를 설명하며, 제2도와 같거나 또는 흡사한 구조부에 대해서는 제2도와 같은 번호를 제3도에 있어서도 사용한다. 스피너 25 및 분배 바스켓트 28은 실질상 제2도와 같은 구조를 갖지만 제3도의 실시예에서는 환상의 내측에 개구한 펀넬 31대신에 제3도의 실시예는 상기 펀넬 31과는 다른 리레이 장치 33을 구비한다. 이 장치 33은 브라켓트 지지재 33a(제7도 및 제8도에 있어서와 같이 절연재를 구비한다)에 의해 하브구조상에 부착된 환상의 링으로 구성된다. 이 링은 분배 바스켓트 28에서 토출된 글래스류 30을 수취하기 위하여 내측을 향해 개구한 홈(溝)을 구비하여, 이 홈의 하단은 둑 즉 오버플로우 리지(overflow ridge) 34에 의해 규정되며, 그 결과 리레이팅 33에 의해서 정지된 글래스는 오버플로우하여 원심력에 의해 스피너 주연벽의 내측에 토출되는 바람직하게는 리레이팅 33은 오버플로우 리지가 스피너 벽의 최상단열에 있는 오리피스 평면에 글래스를 토출하도록 위치해서 장치된다.

제3도의 실시예의 기능은 제2도의 펀넬 31의 경우에는 개개의 글래스류 32는 펀넬저부에 있는 오리피스로부터 배출되는 것에 비해서, 제3도의 경우에는 글래스 개개의 흐름만은 아니며 35로 나타내는 쉬이트 상형태를 본체로 하는 리레이 장치에 의해 송출된다는 점 이외는 제2도와 같다.

다음에 제4의 실시예를 설명하면 제4도에 도시하는 스피너 36은 제1도, 제2도 및 제3도의 스피너에 비해서 실질적으로 증대한 종장 방향의 치수를 가진다. 제4도에서는 제3도에 대해서 기술한 것과 유사한 분배 바스켓트 28을 사용하여, 이 바스켓트는 제3도에 대해서 기술한 것과 같은 구조의 환상 리레이장치 33에 글래스류를 토출한다. 그러나, 제4도에 있어서는 리레이장치 33은 글래스를 직접 스피너 벽의 내측에 토출하지 않고 스피너 내에 설치된 스피너 상단을 향해 스피너와 연결한 구조부재 38상에 부착된 환상의 내측을 향해 개구한 펀넬 37 내에 토출된다.

구조부재 38은 일반적으로 원통형이며, 그 상단은 스피너의 경부에 고정되고, 하단에는 스피너 저부의 내향플랜지상에 장치된 하향단부 36a를 받아 들이기 위한 환상 소켓트 38a를 가진다. 또한 구조부재 38은 저판(bottom plate) 38b와도 연결된다. 구조부재 38과 저판과는 도시한 바와같이 간격을 두고 배치된 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 주연상(周緣狀)으로 간격을 두는 앵커(anchor) 즉 플라켓트 39(제9도참조)가 스피너주연벽의 중앙부로부터 연장되고, 지지구조 부재 38상에 장치된 주연상에 간격을 두는 소켓트 38c와 계합하는 링 39a을 부착하는데 사용된다. 브라켓트 39의 주연상의 간격은 주연벽의 내측 표면상의 글래스층류를 인정할 수 있는 정도를 제지 또는 외란(外亂)하는 것을 피하게 한다. 36a 내지 38a 및 39a내지 38c의 상호계합은 지지구조부재 38과 스피너 주연벽과의 상대적 수직방향의 팽창 및 수축이 자재(自在)인 적층 구조를 준다. 이 저지구조 특히 부재 39,39a 및 38c는 스피너 주연벽의 효과적인 보강부재도 되고, 그것에 의해 원심력의 작용하에서의 주연벽외측의 만곡을 억제한다.

이 구조의 이점은 지지부재가 보다 낮은 온도로 유지되는 예를들면 스피너 주연벽은 운전 중 약 1050℃의 온도이고 지지부재는 약 600℃일 수 있으며, 따라서 보다 강성인 상태로 존재할 수가 있다.

리레이 펀넬 37 및 지지(부착)구조부재 38의 구조에 대해서는 제8도의 확대 단면도에 상세하게 설명한다. 이 도면에서 펀넬 저부의 각 토출구멍 40은 지지구조부재 38에 반경방향을 향해 만들어진 구멍 41을 통하여 글래스류를 흐르도록 하는 위치에 설치됨을 알 수 있다. 스피너 벽의 내측 둘레의 여기 저기에 장치된 브라켓트 39의 공간은 스피너의 상단부에서 하단부까지의 글래스의 바람직한 층류의 발달을 최소의 중단에 의해 만드는 것을 가능케 한다.

장치의 다른 부분 예를들면 스피너의 저널(journal) 고정, 연신용 가스를 위한 환상실 및 환상 오리피스 및 가열요소 23은 모두 이미 기술한 것과 같다.

제5도의 실시예에서 스피너 42의 구조는 제4도의 스피너 36과 유사하지만 제5도의 스피너는 직경이 보다 작고, 글래스 공급을 위해서 제5도의 배열은 제4도에 28로 도시하는 분배 바스켓트의 직경보다 약간 큰 직경의 분배바스켓트 중앙 분배 바스켓트 43을 구비하고, 이 바스켓트는 오버플로우 리레이링 33을 개재하는 대신에 글래스류 44를 직접 리레이 펀넬 37중에 공급하는 주연구멍을 구비한다. 이 실시예는 지지구조부재 38, 중심부가 절취된 저판 38b 및 제 4도에 대해 상술한 바와 같은 스피너 주연벽과의 연락부재를 포함한다.

제4도 및 제5도의 배열은 각종 특징이 균일한 두께의 주연벽에 대해 사용되지만, 벽 두께는 이미 기술한 이유에 의해 저부단을 향해 증대하는 것이 바람직하다.

제6도에 있어서의 구조는 제3도의 구조와 같이 설명할 수 있으며, 스피너 25는 제3도의 스피너와 같은 것이다. 그외에, 분배바스켓트 28도 제3도의 것과 같은 것이지만 제6도에서는 오버플로우 리레이링 45가 사용되고, 이 실시예의 링(제7도참조)은 제3도에 있어서와 같이 하브 구조상에 부착되어지는 것은 아니며 스피너 벽 자체의 일부상에 직접 부착된다.

제7도 및 제8도에 의한 상세도에서는 양자의 경우에 리레이 장치(제8도에서는 37, 제7도에서는 45)는 절연제 46의 삽입층을 구비하며, 이 절연재 46은 리레이장치로부터 스피너까지 열이동을 감소시키며, 제4도, 제5도 및 제8도의 실시예에서는 지지구조부재 38까지의 열이동을 감소시키기 위해서 장치된다.

이하는 글래스 조성물에 대하여 기술한다.

본 고안의 고도로 바람직한 특징은 그 구조 및 조작상의 요건이 광범위한 글래스 조성물에 대하여 사용할수 있다는 점이다.

이리하여 각종의 구조상 및 조작상의 요건을 독립적으로 또는 "연질"글래스를 포함한 많은 이미 알려진 연신용 글래스 조성물과 조합시켜 사용할 수 있다. 그외에도, 개개의 특징구성 및 그들의 조합은 일차 글래스류를 연신용 송풍 중에 사출시키기 위한 원심 스피너를 사용하는 선행, 기술의 섬유화 조작에 있어서 종래 사용되지 않았던 어떠한 종류의 글래스 조성물에 대해서도 사용할 수 있다. 사실 여기에 기재한 스피너 및기법을 사용하면 여러가지의 이유에서 특히 비교적 높은 스피너 온도를 사용하는 것을 필요로 하는 비교적 높은 실투온도 때문에, 선행기술의 스피너 장치로 사용하는 것은 실용적이지 않았던 글래스 조성물을 용이하게 사용할 수 있다. 만약 이와 같은 높은 스피너 온도를 선행기술의 스피너로 사용하면 스피너의 열화(스피너의 부식 및 또는 외측에서의 만곡)을 일으키고, 그 결과 스피너는 실용적인 즉 공업적인 수명을 갖지 않게 된다. 사실 본 고안의 기법으로 사용하는 것을 의도하는 글래스 조성물 중 어느 것의 경우에는 선행기술의 스피너를 사용해서는 사실상 섬유화 할 수 없다.

더우기, 여기에 기재한 개선된 기법에 있어서 사용하는데 특히 적합한 바람직한 온도 및 점도특성을 갖는 종래 미리 알려지지도 않았던 어떤 종류의 글래스 조성물을 사용하는 것이 본 고안에 의도하는 것이며, 이들 신규의 글래스 조성물은 스피너 기법에 의한 섬유화에 사용하는 글래스 조성물의 처방 중에 개개로 또는 조합되어서 보통 사용되어온 플로린, 보론 및 바리윰중의 플로린 화합물을 함유하지 않는 것, 및 보론화합물 또는 바리윰 화합물의 한쪽을 함유하지 않든가 또는 양자 공히 실질상 함유하지 않는 점에서 또한 유리하다. 그결과 이들의 특별한 글래스 조성물은 경제적이며 환경오염 문제를 일으키지 않으므로 특히 유리하다. 본 명세서에 기술하는 비교적 고융점 및 실투온도를 갖는 신규의 조성물에 의해서 개선된 온도저항 특성을 갖는 섬유가 제조된다. 그러므로 이와같은 신규 글래스 조성물로부터 만들어진 열 절연성 제품은 각종의 이미 알려진 "연질"글래스로 된 섬유로부터 만들어진 섬유 제품의 경우의 약 400℃의 온도에 비해서 약 450 내지 500℃와 같은 고온도에서 사용되는 용도에도 안전하게 사용할 수 있다.

본 명세서에 기재하는 개선된 기법으로 의도하는 바람직한 글래스 조성은 상술한 여러가지의 특성에 의해 특징되어 질 뿐 아니라, 바람직하게는 이하에 기술한 예 및 범위에 일치하는 조성을 가진다. 이와같은 글래스 조성물을 고려하기 전에, 상용의 선행 기술의 조건하에서는 섬유화의 조작 온도에서의 글래스 점도는 1000포아즈 정도의 것이었다. 이리하여 가능한 낮은 실투 온도가 요청되며 이와같이 낮은 온도는 플로린 화합물의 첨가에 의해 또는 보론 또는 바리윰 화합물을 첨가함으로써 달성된다. 이것과는 달리 여기에 기재한 신규의 글래스조성물을 사용하는 개선된 기법에 있어서의 스피너의 조작온도에서는 5000포아즈 정도의 점도를 가지며, 1030°내지 1050℃의 스피너 온도 즉 액상선의 약간 이상의 온도가 사용된다.

본 명세서에 기재하는 장치 및 기법을 사용하는 여러가지의 글래스 조성물에 관해서 종래 이미 알려지고 또한 사용된 여러 가지의 글래스 조성물을 사용할 수 있다는 것을 다시 유의하기 바란다. 그러나 특히 바람직한 결과는 종래 이미 알려져 있지 않고 종래 사용되어 오지 않았고 또한 종래 기술에 의한 스피너 기법을 사용하는데는 적합치 않는 어떤 종류의 조성물을 사용할 때에 얻어진다.

다음은 제1표에 상술된 범위에 들어가는 8종의 다른 종류의 조성물의 조성을 열거한다. 소량의 미확인 불순물 이외의 수치는 어느것도 중량부이다. 또한 제1표는 이들 8종의 조성물의 주요한 특성도 열거한다.

[표 1]

상술한 수종의 성분 %에 관하여 제1표는 실제의 샘플 글래스의 분석으로부터의 수치를 나타내지만, 배치(batch) 성분의 화학조성의 변화, 글래스 용융로 중에서의 증발에 의해 생기는 변화 및 중량치 및 화학분석치를 측정할 수 있을 정도로 각 성분에 ±5%까지의 약간의 범위를 주고, 제2표의 C란에 기술한 전체범위내에 있도록 하는 것이 적합하다.

조성물 0은 어떤 종류의 이미 알려진 스피너 기법으로 섬유화할 수 있겠지만, 이미 알려진 기법에 의한 이 조성물의 생산속도 즉 인출 속도는 허용할 수 없을 정도로 낮을 것이므로 상술한 바와 같은 조성물의 섬유화 조작은 공업적인 견지에서는 경제적으로 실시불가능하다. 그러나 본 고안의 기법에 의하면 조성을 0도 경제적으로 사용할 수 있다.

그밖의 글래스 조성물은 이미 알려진 원심스피너기법에 의한 공업적 기준으로서의 섬유화는 불가능하다. 이것에 반해 이들의 다른 조성물은 여기에 기재하는 개선된 기법에 사용하는데 특히 적합하다. 예를들면 조성물 5.6 및 7과 같은 이들의 다른 조성물의 어느 것도 종래 미지이며, 이들 중에서 조성물 6이 적합하다.

여기에 기재한 기법 및 장치는 매우 광범위한 글래스 조성물 예를들면 제2표의 A란에 나타내는 바와 같은 글래스 조성물을 가지고 사용할 수 있다.

[표 2]

란 A의 범위 내에서 한쪽에서는 점도, 그리고 다른 쪽에서는 실투온도, 내수성과의 균형이 잡힌 조성물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 균형은 선행기술에 의해 처방된 글래스를 사용할 경우에는 특히 곤란하다. 제2표의 란 B 및 C는 망간을 함유하는 글래스 조성물에 대한 범위를 열거하고 또 이들은 상술한 균형이 잡히도록 조성되어 있다.

란 B의 글래스는 소량의 보른을 함유하며, 그외에는 동일하게 소량의 바리륨을 함유한다.

이것에 대해서 란 C의 글래스, 예를들면 제1표의 5,6 및 7과 같은 글래스는 신규의 조성물이다. 이들은 망간 및 철을 함유하는 조성물이며 그것들로부터 바리륨 및 보른은 의식적으로 첨가되지 않는다. 그러나 약간의 잔류량은 존재해도 좋다.

이하는 스피너 합금에 대하여 기술한다.

약 1150℃이상의 온도로 1000포아즈 정도의 점도를 가지며, 1030℃ 정도의 실투온도를 갖는 최경질 글래스의 약간을 사용할 경우에는, 소요의 온도에 견딜 수 있는 특수한 조성의 합금으로 된 스피너를 본 고안에서는 사용한다. 더우기, 만일 이 합금을 연질 글래스의 경우에 사용하면 스피너의 수평은 증대한다. 이와같은 합금은 하기와 같은 조성을 가진다. 여기에서는 부당중량부이다.[표 3]

이런 종류의 함금은 예를들면 직경이 최소한 400mm와 같이 큰 직경의 스피너의 경우에 특히 바람직하다.

소위 경질 글래스의 섬유화 이외에 상술한 스피너 합금의 사용은 경질 및 연질양 종류의 글래스를 포함하는 광범위한 조성을 갖는 글래스의 섬유화를 가능케 하고, 후자(연질 글래스)의 경우에는 이 스피너 합금을 사용하면 스피너의 수명이 증대된다. 이렇게 하여 상기한 신규 합금으로 만든 스피너는 하기 제 4표에 나타내는 범위내의 조성물 갖는 글래스에 대해서 사용할 수 있다.

[표 4]

Claims (1)

1. 일단에 개방된 주연벽을 갖고, 다른 단에 고정장치를 갖는 중공스피너, 용융 글래스류의 원심사출을 위해 수열의 오리피스를 구비한 벽으로 이루어진 글래스를 섬유화하는 장치에 있어서, 환상 보강부재가 스피너주연벽의 개방단의 전둘레 통하여 스피너와 일체로 연결되어 있으며, 상기 보강부재는 주연벽의 개방단에서 내측 방사방향으로 단(段)을 이루며, 또한 상기 보강부재는 스피너의 축방향에서 상기 주연벽의 벽두께보다 더 큰 단면 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 물질을 섬유화하기 위한 중공원심스피너 장치.