KR900003446B1 - 글래스 필라멘트의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

글래스 필라멘트의 제조방법 및 그 장치

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 연속 필라멘트 성형장치의 정면 반-개요도이다.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 필라멘트 성형장치 일부의 측면 단면도이다.

제 3 도는 제 2 도에 도시된 도면에 유사한 본 발명의 다른 태양의 측면 단면도이다.

제 3a 도는 본 발명의 원리에 따른 냉각장치의 또 다른 실시태양의 측면 단면도이다.

제 4 도는 제 3 도에 도시된 섬유 성형장치의 저면도이다.

제 5 도는 제 3 도 및 제 4 도에 도시된 형태의 섬유 성형장치에 있어서, 본 발명의 원리에 따른 유체 사출장치로 부터 핀형 냉각장치의 열하중과 유도된 공기 유동속도간의 관계를 보여주는 그래프이다.

제 6 도는 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 형태의 섬유 성형장치에 있어서, 본 발명의 원리에 따른 냉각장치를 사용할 때 가능한 온도와 생샨량 작동범위의 증가를 나타내는 그래프이다.

제 7 도는 다면 유체 사출장치를 나타내는 이외에는 제 4 도와 유사한 필라멘트 성형장치의 저면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 글래스 필라멘트 성형장치에 관한 것이다. 이 장치에서 성형대역으로의 공기이동은 필라멘트 제조중에 통상 일어나는 성형대역으로의 유도된 공기 유동을 실질적으로 시뮬레이션(Simulation)하여 성형대역을 냉각시킨 다음 필라멘트 제조중에 유도된 공기 유동을 보충하도록 필라멘트 제조전에 발생된다.

[배경기술]

"텍스타일" 또는 연속 글래스 필라멘트를 제조하는 데 있어서, 종래에는 필라멘트 성형장치의 생산량과 작동효울을 증가시킬 수 있는 방법이 제안되지 않았다. 생산량을 증가시키기 위하여, 상당한 수의 오리피스를 가진 몇몇 공급장치가 고안되어 있는 반면, 다른 장치는 공급장치와 글래스의 작동온도를 상승시킴으로써 생산량을 증가시키도록 고안되어 있다. 각 경우에, 냉각장치는 더 많은 열을 제거하여야 한다. 가장 널리 사용되는 냉각 장치중의 하나는 성형대역과 글래스로부터 열을 제거하기 위해 수냉각 헤드에 부착된 여러개의 칼날형 부재 또는 핀(fin)을 포함한다.

"작동" 또는 "주행" 상태에서, 연속 필라멘트는 필라멘트를 따라 주위 공기를 흡인 또는 주입한 다음, 용융 글래스를 약간 냉각시켜 주는 성형대역의 내부로 공기가 흐르도록 유도하는 공급장치로부터 고속으로 기계적으로 연신된다.

"현수"(hanging)로서 알려진 상태는 필라멘트의 적어도 약간 및 거의 모두가 생산속도로 연신되지 않고 또한 용융 글래스가 공급장치로부터 느리게 계속 유동할 때 발생한다. 현수도중, 필라멘트의 고속전진으로 인한 섬유 성형대역으로의 유도된 공기 유동은 필라멘트가 연신되지 않을 경우 분명히 나타나지 않는다. 유도된 공기 유동이 부족하면 냉각이 감소된다.

성형장치는 흔히 발생하는 필라멘트 연신중의 파열후 필라멘트 연신을 신속하게 재수행하도록 "현수" 도중 적절히 냉각되어야 한다. 적절히 냉각시키지 않고, 필라멘트 제조를 신속하게 재수행하면 장치의 작동효율이 감소하며 지나치게 어립게 된다. 역사적으로, "현수" 상태에서 필라멘트 성형장치의 냉각조건은 성형장치의 생산량과 작동온도를 제한하는 데 있어 중요한 인자였다.

본 발명은 현수상태도중 성형대역으로부터의 열제거를 급격하게 증가시킬 뿐만 아니라, 주행상태중에 성형대역으로 부터 열제거를 현저하게 증가시켜 준다. 따라서, 본 발명의 개념을 이용하면 연속 필라멘트 성형장치에 대한 생산량과 작동효율을 증가시켜 준다.

[발명의 설명]

본 발명은 용융 글래스류를 사출벽내의 오리피스로부터 사출시키고, 상기 류를 소정의 경로를 따라 연속 필라멘트 형태로 연신시킨 다음, (1) 필라멘트 성형장치가 현수 상태에 있는 동안 주행상태중에 필라멘트 성형작업의 열제거 특성을 시뮬레이션하고/하거나, (2) 주행상태중에 수행된 열제거를 증가시키기 위하여, 필라멘트의 전진방향으로 또한 필라멘트 성형대역 주위로부터 성형대역으로 공기의 이동을 발생시킴을 포함하는, 연속 글래스 필라멘트의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

[발명을 수행하기 위한 태양]

제 1 도에 도시된 바와 같이, 공급장치(10)는 다수개의 무기물질(예 : 글래스) 용융류를 공급하며, 이는 당업계에 공지된 바와 같이 권취기(33)의 작용에 의해 연속 필라멘트(24)로 기계적으로 연신된다. 대표적으로, 필라멘트(24)는 피복장치(30)로부터 보호피복 또는 가호재로를 받은 후 집속장치(28)에서 연속 스트랜드(25) 상으로 집속된다. 그후, 스트랜드(25)는 권취기(33)의 회전 콜릿(rotating collet) 상에서 패키지(26) 형태로 권취된다.

공급장치(10)는 그 내부에 가열 연질 글래스를 넣기 위해 부착된 저장부(12)와 용융 글래스를 용융류로서 사출시키기 위해 부착된 다수개의 오리피스(20)를 구비한 사출벽 또는 판(14)으로 구성된다. 대표적으로, 공급장치(10)는 글래스를 열적으로 조절하기 위해 전기적으로 운동한다.

제 2 도는 일반적으로 주변 필라멘트 성형대역의 외측으로부터 공기 이동방향, 즉 용융 글래스를 냉각시키기 위하여 섬유 성형대역의 내부 또는 중심대역내로 사출벽(14)을 따라 측면으로 이동한 다음, 본 발명의 원리에 따라 전진 필라멘트와 함께 하방으로 이동하는 방향을 나타낸다.

공급장치(10)는 사출벽(14)에 달려있는 여러개의 사출구 또는 선단(17)을 포함하며, 이들 사출구(17)는 각각 연신용 용융 글래스를 필라멘트(24) 형태로 공급하기 위해 연결된 적어도 하나의 오리피스(20)를 구비한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 필라멘트(24)는 연신도중 원추(22) 형태로 사출구(17)로부터 방출된 용융 글래스로부터 형성된다. 이러한 원추 및/또는 선단 둘레의 대역은 일반적으로 필라멘트 성형대역으로 알려져 있다.

필라멘트 성형대역의 외부공기는 여기에서 기술된 바와 같이 유동하도록 유도되어 어떤 적합한 장치에 의해 용융 글래스를 냉각시킬 수 있다. 통상적으로, 이러한 유도된 유동은 필라멘트의 전진 경로를 따라 하방으로 필라멘트 성형대역내 또는 그 바로 인접해 있는 유동 유체에 의해 생기거나 형성된다. 도시된 바와 같이, 사출장치(55)는 필라멘트의 전진방향으로 필라멘트의 전진경로를 따라 거의 하방으로 고에너지 작동 유체를 향하게 하여, 본 발명의 원리에 따른 공급장치의 사출벽을 따라 이동하도록 공급장치 또는 부싱을 둘러싸는 공기를 유도할 수 있다. 공급장치(10)의 주위에서 공기는 노즐(55)을 향하여 사출벽(14)을 따라 측면 내방으로 이동하기 때문에, 이와 같이 섬유 성형대역을 통하여 유동하는 유도된 공기는 용융 글래스, 선단 및 사출벽으로부터 열을 제거한다.

작동 유체류의 주변을 둘러싸는 성형대역내의 공기는 공기가 제조도중 전진 필라멘트를 따라 인출되는 것과 같은 방식으로 작동유체에 의해 연신된다. 따라서, 감압영역은 성형대역내의 공기가 유체류에 의해 성형대역으로부터 인출됨에 따라 작동유체류의 주위에서 생긴다.

이어서, 감압대역 주위의 공기는 상기 유체류를 향하여 측면으로 유동하여, 그 공급원으로부터 방출된다. 작동 유체류는 성형대역에서 글래스를 약간 냉각시키는 데 충분한 용량과 속도로 공기 유동을 유도하기에 충분한 에너지를 가져야 한다.

바람직하게는, 벽(14) 하부에 위치한 사출장치(55)는 글래스의 원추(22) 또는 선단(17)과 직접 부딛치지 않도록 전진 필라멘트의 경로를 따라 사출벽(14)으로부터 고속으로 소용량의 가스(예 : 공기)가 이격되도록 한다. 이와 같이 하여, 필라멘트 제조도중, 작동 유체 또는 공기는 자연적으로 발생하는 유도된 공기 유동을 증가시키거나 보충하도록 조정된다. 사출장치(55)로부터 방출된 작동유체는 자연적으로 발생하는 유도된 공기유동을 억제하거나 극복하기보다는 오히려 증가시키거나 보충해야 한다. 이것은 작동 유체가 전진 필라멘트 및 그의 자연발생 유도 공기 유동과는 반대로, 사출벽(14)에 대하여 상방으로 향하는 냉각장치와 대조된다.

본 발명의 중요한 점은 공급 장치(10) 둘레의 공기가 필라멘트 성형대역을 통하여 측면으로 유동하도록 한 다음, 현수상태에서와 같이, 필라멘트가 연신되지 않더라도, 필라멘트 제조중에 발생하는 유도된 공기 유동을 일반적으로 시뮬레이션하는 방식으로, 전진 필라멘트를 따라 하방으로 유동하도록 유도된다는 것이다.

제 2 도에 도시된 바와 같이, 미합중국 특허 제 2,908,036 호에 기술된 핀형(fin-type) 냉각장치와 유사한, 다수개의 열 이동부재 또는 핀(43)은 용융 글래스의 냉각을 돕기 위하여 섬유 성형장치에 도입된다. 바람직하게는 본 발명은 연신이 일어나든 않든간에 필라멘트 성형대역으로부터 목적한 양의 열을 제거하기 위하여 상기 핀과 함께 사용된다. 공급장치 주위로부터 공기는 그들과 교차되게 횡방향으로 유동을 방지하는 바와 같이 핀(43)의 길이를 따라 일반적으로 유동하도록 유도되어 섬유 성형대역을 통하여 유도된 공기의 균일하고 원활한 측면이동을 제공하는 것이 바람직하다.

공급장치가 현수상태에 있을 때, 상기 유도된 공기 유동을 발생시킬 수 있는 능력은 공급장치를 더욱 고온에서 작동시키게 한다. 이것은 소정의 공급장치 디자인에 대한 글래스 산출량의 증가를 제공한다. 또한, 본 발명은 냉각장치 부재의 열제거 능력을 보조하고 보충하도록 섬유 성형대역을 통하여 증가된 유도된 공기 유동에 의해 냉각장치의 총 열제거 능력을 능가시킴으로써 공급장치가 제조상태에 있을 때 증가된 냉각성을 제공할 수 있다.

제 2 도에 도시된 바와 같은 섬유 성형장치는 여러개의 사출구(17)와 핀형 열 제거부재(43)를 구비한 공급장치(10)를 사용하는 반면, 본 발명은 다른 형태의 냉각장치의 도움없이 또는 상기 사출구 또는 선단부를 사용하지 않고 사용될 수 있는 것으로 이해된다.

제 3 도 및 제 4 도에 도시된 바와 같이, 공급장치(10)는 매달려있는 여러 개의 사출구(17)를 포함하는 사출벽(14)을 갖는 저장부(12)로 구성되어 있으며, 각 사출구(17)는 그곳을 통하여 용융 글래스류를 공급하는 오리피스(20)가 설치되어 있다. 사출벽(14)은 이하에 설명되는 바와 같이 벽(14)을 기계적으로 지지시키기 위하여 공급장치(10)의 길이를 따라 연장하는 오목부(15)를 포함한다.

사출구(17)는 이의 교호하는 열 사이에 위치한 제 1 열제거장치(40)의 열 이동부재 또는 핀(43)을 구비한 일반적으로 평행한 열로 더욱 세분된 여러 개의 이격된 영역(21 및 22)으로 배열되어 있다. 사출구(17)의 평행열은 오목부(15)가 위치한 사출벽(14)의 종방향 중심선과 거의 수직으로 배열된다.

제 1 열제거장치(40)는 필라멘트 성형대역에 위치하여 공급장치(10)의 길이를 따라 연장되는 한쌍의 열 이동부재 또는 핀(43)의 연(bank)로 구성되어 있다. 열 이동부재(43)의 각 열은 공급장치(10)의 길이를 따라 연장하는 매니폴드(manifold)(41)에 완전히 결합된다. 대폭적으로, 물과 같은 냉각 유체는 핀(43)우로부터 가열을 행하기 위하여 메니폴드를 통해 순환된다.

열은 사출장치(55)에 의해 생긴 주위 공기이동에 의해 성형대역으로부터 대류로 제거된다. 사출장치(55)는 편리하게는 그의 하부를 따라 다수개의 구공(58)을 구비한 거의 직선, 중공 관형 부재 또는 노즐(56)을 포함하며, 이것은 공급장치의 길이를 따라 공기를 필라멘트 성형대역을 통하여 내방으로 유동시킨 다음 필라멘트의 전진방향으로 유동시켜 본 발명의 원리에 따라 필라멘트 성형장치를 냉각시키도록 유도하기 위해 필라멘트의 전진경로를 따라 공기와 같은 고에너지 유체류를 조정하도록 부착된다. 사출장치(55)는 그의 길이를 따라 연장하는 여러개의 오리피스를 구비한 거의 직선 관형 부재(56)를 포함하며, 작동 유체는 거의 평면류 또는 평면체를 형성한다. 그의 길이를 따라 연장하는 축방향 슬롯(slot)을 갖는 관형 부재는 유사한 사출 공기 유체모양을 제공한다.

사출벽(14)을 지지시키기 위하여, 지지면(52)은 오목부(15)의 길이를 따라 연장한다. 사출벽(14)의 지지면(52)과 오목부(15) 사이에는 내화성 물질(36)의 절연체가 있다. 지지부재(52)는 관형면(52)의 통로(53)를 통하여 물과 같은 냉각유체를 순환시킴으로써 냉각되기 때문에, 내화성 물체(36)는 열 절연 뿐만 아니라 전기적 절연에도 사용된다.

제 3 도에 도시된 바와 같은 지지면(52)은 내화성 물체(36)와 부재(56)의 중간에 위치한다. 설치상외 용이성과 안정성 때문에, 관형 부재(56)와 지지면(52)은 용접과 같은 적합한 수단에 의해 견고하게 결합된다. 이와 같이, 관형 부재(56)의 개구부는 열 이동부재(43)의 하단변부(44)에 의해 제한된 평면 근처에서 사출벽(14) 아래에 위치한다. 노즐의 다른 위치는 후술하는 바와 같이 본 발명의 범위내에 포함된다.

현수상태에 있어서, 사출장치(55)는 섬유 성형대역내의 주위 공기이동을 설정하고 조절하여 필라멘트 연신중에 전진하는 필라멘트로 인해 생기는 유도된 공기 유동을 일반적으로 시뮬레이션한다. 따라서, 공급장치, 선단, 핀 쉴드(fin shields) 및 기타 장치는 장치가 현수상태에 있는 동인 덜 과열되기 쉽다. 그외에, "현수" 상태와 "주행" 또는 제조 상태간의 이동기간은 장치가 현수상태에 있더라도 섬유 성형 장치의 여러 가지 부재의 온도가 그의 일정상태 "주행" 값에 근접하기 때문에 실질적으로 감소된다. 그리하여, 장치의 작동효율은 정지시간을 줄임으로써 증가된다.

작동상태에 있어서, 사출장치(55)는 전진 필라멘트의 작용에 의해 유도된 공기 유동의 냉각효과를 보충하기 위하여 주위공기의 이동을 필라멘트 성형대역으로 향하게 하여 냉각 장치의 총 열제거능력을 증가시키며, 따라서 앞서 설명한 바와 같이 생산량과 효율의 증가를 촉진한다.

다음 실시예는 단지 설명할 목적으로 예시한 것이지 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

[실시예]

제 3 도 및 제 4 도에 예시된 것과 유사한 종래의 "선단형" 섬유 성형장치는 종래의 글래스 조성물로부터 연속 글래스 필라멘트를 제조하는데 사용된다. 필라멘트는 당업계에 공지된 바와 같이, 직경이 약 0.0234mm(0.00092in)로, 권취장치의 작용에 의해 기계적으로 연신된다.

본 실시예에서 사용하는 부싱 또는 공급장치는 대표적인 백금/로듐 합금으로 만들어지며, 이때 오리피스 선단은 공급장치의 길이를 따라 연장된 단일의 관형 부재 또는 노즐(56)에 의해 양분된 두개의 동일영역에 배열된다. 사출벽은 다음과 같은 특성을 갖는다 :

선단수 : 4.048

오리피스 크기 : 1.676mm(0.066in) I.D.

선단길이 : 3.302mm(0.130in)

사출벽 : 길이 470mm×폭 178mm(18.5in×7in)

열당 선단수 : 22

사출장치(55)의 관형면(56)의 특징은 다음과 같다.

튜브크기 : 6.35mm(0.25인치) O.D. 및 4.57mm(0.18인치) I.D.

구공직경 : 0.305mm(0.012인치)

구공간격 : 12개의 구공/cm(30개의 구공/인치)

구공면의 길이 : 489mm(19.25인치)

튜브(56)의 구공면은 사출벽(14)의 하부 표면의 약 12.7mm(1/2in) 아래에 위치하며 오리피스의 영역을 거쳐 약간 연장된다. 통상의 핀형 열 이동부재(43)는 연속쌍의 선단열 사이에서 사용된다. 각각의 "핀"은 높이 19.05mm×두께 2.54mm×길이 92.1mm(0.75in×0.100in×3.625in)의 고형 금속이다.

제 5 도는 사출장치(55)로부터 유동하는 공기의 유동속도가 증가함에 따라 핀형 냉각장치에 의해 제거되는 열변화를 도시한다. 공급장치의 생산량은 거의 일정하게 유지되며, 주행 및 현수상태가 도시되어 있다.

제 5 도의 선 A-B로부터 알 수 있는 바와 같이, 공급 장치가 현수상태에 있을 때 핀에 의해 제거된 열은 사출된 공기 유동속도가 증가함에 따라 급격히 감소된다. 점 A는 사출되지 않은 공기 유동이 있을 때 핀 장치에 의해 제거된 열의 양을 나타내며, 점 B는 공기가 약 3147㎤/sec(400 SCFH 표준 ft²/hr)의 유동속도로 사출될 때 핀 쉴드장치에 의해 제거된 열의 양을 나타낸다. 이와 같이, 핀형 냉각장치상의 열하중은 사출된 공기 유동속도가 본 발명의 도움없이 핀상의 연하중과 상반되게 약 3147㎤/sec(400 SCFH)(점 B)일 때 약 27%로 감소된다(점 A).

그외에, 주행상태 중 핀장치에 의해 제거된 열의 양은 사출된 공기 유동속도가 제 5 도에서 선 C-D로 나타낸 바와 같이 증가함에 따라 현저히 감소된다. 점 C는 사출된 공기의 유동이 없는 핀장치에 의해 제거된 열을 나타내며, 점 D는 사출된 공기 유동속도 3147㎤/sec(400 SCFH)에서 핀 장치에 대한 열하중을 나타내며, 이것은 핀-형 냉각장치에 대한 연하중의 8%감소를 나타낸다.

핀장치로 제거된 현수열 하중과 주행열하중간의 차이는 본 발명의 사용에 외해 감소되기 때문에, 현수상태와 일정한 정지 주행상태간의 전이간격은 섬유화가 개시된 후 다시 개시될 때 상응하여 거의 감소된다. 예를 들면, 점 B와 D간의 차이는 점 A와 C간의 차이보다 실질적으로 더 적다. 섬유 성형장치가 현수상태에서 목적한 일정상태 주행상태로 진행함에 따라, 전이기간 중에 생성된 필라멘트는 그 품질이 허용될 수 없다. 따라서, 최대 작동효율을 얻기 위해서는 전이기간을 감소시키는 것이 대단히 바람직하다.

일반적으로, 핀쉴드상의 열하중이 감소됨에 따라, 핀의 온도는 상응하게 감소되며, 이것은 핀장치의 메니폴드를 통한 냉각유체의 유동속도가 실질적으로 일정하게 유지되는 것으로 추측된다.

제 6 도는 본 발명의 사용에 의해 소정의 공급장치 디자인의 생산량이 급격히 증가됨을 나타낸다. 이러한 필라멘트 성형 공급장치가 지정된 고정점 온도부근의 온도 범위내에서 작동하도록 고안되었다는 사실은 당업계에 잘 알려져 있다. 사출장치를 사용하지 않은 공급장치는 고정점 미만의 14℃(25℉) 내지 고정점 이상의 약 8℃(15℉) 범위내에서 작동할 수 있음을 나타낸다. 이들은 각각 제 6 도에서 점 A 및 B로 나타낸다. 표준 섬유성형장치의 입증된 공칭 생산량은 선 A-B상에 점 N으로 나타낸 바와 같이 약 68kg/hr(150lb/hr)이며, 고정점 온도는 제 6 도의 그래프의 수직축상에 점 "0"으로 나타낸 바와 같이 약 1212℃(2,214℉)이다. 사출된 공기부재하의 생산량 상한선 점 B는 약 73kg(162lb)/hr이다. 이 온도 상에서 공급장치는 "취급 불가능"하게 된다. 즉, 파열후 공급장치를 재개시할 수 있는 능력이 현저하게 감소된다.

본 발명을 사용함으로써, 공급장치는 제 6 도상의 선 A-C를 따라 일정 범위내에서 작동할 수 있다. 이와 같이, 부싱은 고정점 미만의 약 14℃(25℉) 내지 고정점 이상의 약 17℃(30℉) 범위내에서 작동할 수 있다. 이 그래프로부터, 공급장치가 소정의 고정점 이상의 17℃(30℉)(점 C)에서 작동되고, 부싱의 생산량은 시간당 약 85kg(188lb)이 증가됨을 알 수 있다. 따라서, 부싱의 제조조작에 대한 생산량 상한선은 약 16%로 증가한다.

이 데이타를 얻는데 있어 공기 유동속도는 변화하고, 이때 점 A는 사출된 공기의 공급없이 생긴다. 사출된 공기의 유동속도는 현수 및/또는 주행상태에 필요한 적합한 량으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 사출된 유체의 유동속도는 주행상태중에 감소될 수 있다. 그외에, 사출된 공기의 유동은 필요에 따라 주행상태증에 수동적으로 또는 자동적으로 완전히 정지될 수 있다. 그러나, 사출장치(55)로부터 유체의 유동은 감소만 되고 제거되지는 않는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명을 사용함에 의해, 성형파열후 "현수" 및 "주행"간의 전이기간이 감소되며, 섬유 성형장치의 생산능력은 크게 증가된다.

섬유 성형장치의 냉각요건을 만족시키는 유도 공기 조절장치(55)로부터 작동유체의 용적과 속도를 적당하 조합하는 것도 허용될 수 있다. 사출장치(55)로부터 방출된 유체는 목적한 유도된 공기유동을 설정하는 데 충분히 높은 에너지와 운동량을 가져야 한다. 작동유체로서 압축공기를 사용하는 장치의 경우, 사출장치(55)를 빠져 나올 때의 공기 속도는 바람직하게는 적어도 약 11m/sec(35ft/sec)이며, 더욱 바람직하게는 적합한 용적에서 11m/sec 내지 107m/sec(35내지 350ft/sec) 이다. 더욱 바람직하게는, 사출장치(55)로부터 가스의 방출속도는 적어도 23m/s(75ft/sec) 이고, 바람직하게는 23m/s 내지 56m/s(75내지 185ft/sec) 이며, 압축된 공기는 약 787㎤/s 내지 3147㎤/s(100 내지 400ft²/hr) 범위내의 속도로 방출된다.

구공(58)으로부터 유체의 유동을 조절하는 장치는 이러한 유체의 공급장치와 관련된 유동 조절밸브 및/또는 압력 조절장치와 같은 적합한 형태의 것일 수 있다.

공급장치 디자인 중 몇몇 형태의 경우, 사출장치(55)에 근접한 내부 오리피스는 사출장치(55)가 지지부재(52)를 따라 비유동성 공기대역을 줄이거나 없애기 위하여 제 4 도에 도시된 장치의 상부에 위치할 필요가 있다. 예를 들면, 제 3a 도에 도시된 바와 같이, 유도된 공기조절 또는 사출장치(55)는 사출벽(14)의 오목부(15A)내에 위치한 내화성 물체(71)의 채널(72)내에 위치한다. 이와 같이, 관형부재(56)의 개구부는 오리피스의 최내부 선단 및 상부에 실질적으로 유도된 측면 공기유동을 촉진하기 위하여 사출구(17)의 단부 또는 하부(18)위에 위치한다. 도시된 바와 같이, 관형면(56)의 개구부는 일반적으로 사출벽(14)으로 제한된 면에 놓인다.

바람직하게는, 작동유체 공급노즐의 출구는 열 이동부재(43)의 하단변부(44)의 평면과 하단벽(14)의 평면에 의해 한정된 측면으로 연장하는 대역내에 위치한다. 그러나, 노즐출구는 필요에 따라 그 대역 상부 또는 하부에 위치할 수 있다.

제 7 도에 도시된 바와 같이, 공급장치(110)의 사출벽(114)은 이 벽을 통하여 용융 글래스류를 공급하기 위해 각각 장치된 오리피스(120)를 갖는 여러개의 사출구 또는 선단(117)을 포함한다. 사출구(117)는 그 사이에 연장하는 제 1 냉각장치(125)의 열 이동부재 또는 핀(130)을 갖는 여러쌍의 열로 더욱 세분된 영역(121 및 122) 내에 배열된다. 앞서 기술된 장치와 마찬가지로, 열 이동부재(130)는 수 냉각 매니폴드(127)에 부착된다.

유도된 공기 조절장치 또는 사출장치(140)는 영역(121 및 122) 사이에서 그 길이를 따라 공급장치(110)를 실질적으로 양분하는 평면내에 놓은 작동유체의 본체를 조정한다. 이 실시태양에서, 사출장치(140)는 공급장치(110)의 분리대역에 유도된 공기 유동을 독립적으로 설정할 수 있게 부착된 한쌍의 독립적으로 조절된 유체 공급면을 포함한다. 도시된 바와 같이, 사출장치(140)는 제1공급면(142)과 제2공급면(152)을 포함한다. 물론, 조절장치(140)는 단지 2개의 공급면만이 아니라 필요에 따라 적합한 수의 독립 공급면을 포함할 수 있다.

제1유체 공급면(142)은 본 발명의 원리에 따라 섬유 성형대역을 통하여 공기 유동을 유도하기 위해 유체의 고속체를 공급할 수 있게 부착된 하부를 따라 다수개의 구공(144)을 갖는 관(143)으로 이루어져 있다. 관(143)은 공급 라인(147)을 거쳐 가압 유체의 적합한 공급원과 상호계합된 밸브 또는 조절장치(146)와 연결되어 있다. 마찬가지로, 제2면(152)은 그 하부를 따라 구공(154)의 열을 갖는 관(153)으로 구성되어 있다. 관(153)은 공급 라인(147)에 의해 가압 유체 공급원에 연결된 밸브 또는 조절장치(156)와 상호 연결되어 있다. 따라서, 공급장치(110)의 우측 및 좌측 부분의 유도된 공기 유동은 실질적으로 독립적으로 설정되어 조절된다.

바람직하게는, 본 발명의 사출장치의 작동유체는 공기이다. 그러나, 증기를 포함한 다른 가스 뿐만 아니라 물과 같은 액체도 유도된 공기 조절장치로부터 나오는 작동유체로서 사용될 수 있다. 또한 "사출된" 유체가 필라멘트의 열과 접촉하는 배열의 경우, 작동유체는 글래스 필라멘트를 피복하기 위하여 액상 가호제 또는 결합제를 포함할 수 있다.

상술한 실시태양으로부터 본 명세서에 기술된 장치 및 방법은 그의 냉각용량을 증가시킴으로써 공지된 필라멘트 성형장치의 생산량과 효율을 높이는 장치를 제공한다는 사실을 명백히 알 수 있다. 필라멘트 성형대역을 가로지르는 유도된 공기유동으로 인해 증가된 용량은 주행상태에 근접한 온도 상태가 되도록 현수상태도중에 유용하며, 또한 유도된 공기 유동이 자연적으로 유도된 공기유동을 증가시키는 도중에 주행 또는 정상상태하에 유용하다. 이것은 상술한 바와 같이 최소의 소모 에너지에서 필라멘트 운동방향으로 유체 유동에 의해 수행된다.

본 발명의 범위 내에서, 본 명세서에 기술된 것 이외의 변형 및 다른 조합도 가능함을 명백히 알 수 있다. 본 발명의 설명은 그의 모든 변형을 이해할 수 있도록 예시하는 데 불과하다.

[상업상 이용가능성]

여기에 기술된 본 발명은 글래스 섬유산업에 쉽게 응용할 수 있다.

Claims (18)

1. 사출벽으로부터 무기물질 용융류를 사출시키고, 용융류를 필라멘트 성형대역에서 연속 필라멘트 형태로 기계적으로 연신하고, 이때 필라멘트는 일정 경로를 따라 전진하고, 필라멘트 성형에서 정지(interruption) 도중, 주위 공기를 필라멘트 성형대역으로 흐르도록 유도하는 데 충분한 용량 및 속도로 필라멘트의 전진경로를 따라 사출벽으로부터 이격되도록 유체류를 사출시켜 필라멘트 성형중에 전진 필라멘트에 의해 생긴 주위 공기의 유도를 시뮬레이션함으로써 성형대역으로부터의 열 이동율이 필라멘트 성형 도중에 설정되게 할 정도로 필라멘트 성형대역으로부터 열 이동율을 증가시킴을 포함하는, 필라멘트 성형에서 정지를 포함하는 공정으로 연속 무기 필라멘트를 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 유체류가 용융물질류와 필라멘트 성형대역의 내부 또는 상부 사이의 위치로부터 방출되는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 필라멘트 성형 도중, 추가의 주위 공기를 필라멘트 성형대역내로 흐르도록 유도하기에 충분한 용량 및 속도로 유체류를 흐르게 하여 전진하는 필라멘트에 의해 생긴 주위 공기 유동을 보충함으로써 필라멘트 성형공정의 유효 생산량을 실질적으로 증가시킴을 추가로 포함하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 성형대역에서 가스류들 사이에 위치한 열 이동부재를 사용하여 필라멘트 성형대역으로부터 열을 제거하고, 이때 가스류는 사출벽으로부터 이격되도록 하여 주위 공기를 필라멘트 성형대역내로 흐르도록 유도함으로써 필라멘트 성형 도중과 필라멘트 성형의 정지 도중 사이에 열 이동부재상의 열하중의차를 실질적으로 감소시킴을 추가로 포함하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 필라멘트 성형대역에서 용융물질류 사이의 일정 위치로부터 가스류를 방출하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 가스류가 액체를 함유하는 방법.
7. 제 4 항에 있어서, 열하중차가 적어도 약 20%로 감소되는 방법.
8. 제 3 항에 있어서, 주위 공기가 필라멘트 성형대역의 중앙부분으로 사출벽을 따라 측면으로 이동한 다음 전진 경로를 따라 하방으로 이동하도록 유도하는 방법.
9. 제 4 항에 있어서, 일반적으로 열 이동부재의 하부에 의해 한정된 평면의 내부 또는 상부와 용융물질류 사이의 일정 위치로부터 가스류를 방출하는 방법.
10. 제 3 항에 있어서, 생산량이 적어도 약 5% 증가하는 방법.
11. 제 4 항에 있어서, 필라멘트 성형대역에서 열 이동부재들 사이 및 용융물질류들 사이에 위치한 관형 부재로부터 가스류를 공급하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 열 이동부재는 성형대역으로 횡 방향으로 연장하는 칼날형 핀이며, 관형 부재는 핀의 길이를 따라 성형대역의 중심부분으로 주위 공기를 이동하도록 배연된 평면 형태로 가스류를 공급하도록 부착된 방법.
13. 제 11 항에 있어서, 사출벽을 지지하기 위해 부착된 지지부재를 추가로 포함하고 지지부재는 관형부재를 따라 연장하는 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 관형 부재는 칼날형 핀의 하부에 의해 한정된 평면의 내부 또는 상부에 위치하는 방법.
15. 제 4 항에 있어서, 무기물질이 글래스이고 가스류가 공기인 방법.
16. 무기물질 용융류를 한정시키기 위해 부착된 오리피스를 갖는 사출벽이 있는 공급 장치 ; 용융류를 연속 필라멘트 형태로 기계적으로 연신하는 연신장치(여기서, 필라멘트는 일정 경로를 따라 전진함) ; 용융류로부터 열을 제거하기 위해 부착된 오리피스 열 사이에서 연장되며 또한 사출벽에 인접되게 위치한 열 이동부재 및 사출장치를 향해 사출벽을 따라 공급장치 둘레의 주위 공기가 흐르도록 유도하기에 충분한 용량 및 속도로 필라멘트의 전진경로를 따라 사출벽으로부터 이격되도록 가스류를 공급함으로써, 1) 제조정지 도중 전진하는 필라멘트에 의해 생긴 주위 공기 유동을 시뮬레이션하고/하거나, 2) 가스류와 열 이동부재 사이에 주위공기 유동을 증가시켜 전진하는 필라멘트에 의해 생긴 주위 공기유동을 보충하는, 사출벽을 따라 위치한 사출장치를 포함하는 용융 무기물질류로부터 연속 필라멘트를 제조하는 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 열 이동부재가 성형대역내로 측면으로 연장하는 칼날형 핀이고, 사출장치가 주위 공기를 핀의 길이를 따라 성형대역의 중심부분으로 이동하도록 배열된 평면형태로 가스류를 공급하도록 부착된 장치.
18. 제 16 항에 있어서, 사출장치가 사출벽의 길이를 따라 연장하는 관형 부재이고, 또한 사출벽을 지지하기위해 부착된 지지부재를 추가로 포함하고, 지지부재는 관형 부재를 따라 연장하는 장치.

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