NO162610B - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av glassfibere. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for fremstilling av glassfibere.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedring ved fremstilling av filamenter fra smeltet materiale og mere spesielt fra smeltet glass. Oppfinnelsen minimaliserer prosessavbrudd fra overflømming og perledråper.

Ved fremstilling av kontinuerlige glassfilamenter er det vanlig å la individuelle strømmer av smeltet glass strømme fra nærliggende åpninger i bunnveggen av en elektrisk oppvarmet bøssing av platina eller platinalegering. Apparatur i forbindelse med bøssingen trekker eller forlenger de individuelle strømmer til filamenter, som enten kan være kontinuerlige eller diskontinuerlige.

Det er to typer av kontinuerlige filamentbøssinger i generell anvendelse. En første konvensjonell meget anvendt type anvender en bunnvegg eller hullplate med strømavgiv-ende åpninger forsynt med rørformede tupper som stikker ut fra dens underoverflate, mens den andre og nyligere utviklet type utnytter en plan bunnplate med en flat ytre overflate. Den første type er kjent som en "tuppet" bøssing og eksempler er vist i Reissue Patent No. U.S. 24 060, samt US patentene nr. 4.222.757 og nr. 4.321.074. Den andre type bøssing er kjent som "tuppfri" bøssing og eksempel på en slik bøssing er vist i US patent nr. 3.905.790.

I begge typer formingsapparater blir glassfiberen strukket ut fra en dannende "konus" ved utløpsenden av formnings-åpningen. "Konusen" har en glatt asymptotisk form fra en øvre base, som hovedsakelig har en diameter som åpningen til den strukkede fiber. Overtrykket av smeltet glass i bøssingen nedsettes til det ønskede glasstrykk i konusen av trykkfallet over åpningen og for tilfellet av en "tuppet" bøssing ved trykkfallet over tuppen.

Ved avbrudd av fiberuttrekningsprosessen for en hvilken som:< helst gitt åpning vil glass strømme fra åpningen under trykket i bøssinghodet under dannelse av en "perle" som faller ned i "sløret" av filamenter som trekkes ut fra de andre åpninger. Denne glassperle avbryter filamentproduk-sjonen og krever ny oppstartning for hele bøssingen. Den resulterende intermittente operasjon nedsetter i vesentlig grad driftseffektiviteten for hele operasjonen. Det ville være ønskelig å forhindre dannelse og fall av perler ved fiberavbrudd og å unngå den nødvendige manuelle oppstart-ing< av hele bøssingen ved perleformasjon og fall.

Foreliggende oppfinnelse nedsetter glasstrykket over åpningen i fiberuttrekningsapparatet i en slik grad at ved avbrudd av fiberdannelse, av en hvilken som helst grunn i en gitt åpning, så vil perlen ikke falle ned i fibersløret som dannes ved de andre åpninger i bøssingen. Denne trykkreduksjon oppnås ved å pålegge et trykkfall i legemet av smeltet glass som ligger over bøssingens formningsåpn-inger. Dette trykkfall er av en slik størrelsesorden tilstrekkelig til å nedsette trykket i glasset over hullplaten, dvs. ved inngangen til tuppene, til en verdi som ikke er større enn atmosfæretrykk. Betegnelsen "atmosfæretrykk", anvendt i det etterfølgende betyr det "omgivende trykk", dvs. trykket av den omgivende atmosfære som virker p:; det ytre av formningshullene.

I henhold til foreliggende oppfinnelse foreslås det også å utnytte en åpning som er vesentlig større enn den som normalt anvendes i glassfiberformende bøssinger. Fortrinnsvis har åpningene i henhold til oppfinnelsen en diameter på minst 0,178 cm. En slik åpning vil normalt ikke tilveiebringe et tilstrekkelig trykkfall til å danne fibere i en konvensjonell fiberdannende prosess. I henhold til foreliggende oppfinnelse er en slik stor åpning anvendbar fordi trykket i åpningen ikke er større enn atmosfæretrykk, slik som ovenfor forklart. Det er således ikke nødvendig med et vesentlig trykkfall inne i åpningen eller i tuppen og åpningene eller tuppdiametere så store

som 0,64 cm eller 0,76 cm kan anvendes.

Ved å anvende slike store hull og ved å nedsette trykket av det smeltede glass i hullet så fremstilles i henhold til oppfinnelsen glassfibere fra konuser med en helt spesiell konfigurasjon. Konusene i henhold til oppfinn-elsene er mindre enn åpningene og konusene dannes i åpningene og stabiliseres i disse ved radielt forenede deler som danner bro mellom de relativt små konuser og de større, omliggende hull. Selv om teorien for dannelse av slike spesielle konuser for tiden ikke fullt ut er forstått er det antatt at hvert hull inneholder en dam av smeltet glass, ved et trykk som ikke overstiger atmosfæretrykk og at hver slik dam holdes i sitt hull ved det større atmosfæretrykk som eksisterer ved åpningens eller hullets utløp. Den spesielle konus blir i realiteten trukket fra dammen av smeltet glass og den spesielle konuskonfigurasjon oppstår som følge av uttrekning av en fiber fra konusen som er mindre enn dammen i hver åpning. Det smeltede glass i hver åpning i henhold til oppfinnelsen vil ikke danne en nedadgående perle når fiberuttrekningen fra dammen avbrytes fordi glasset holdes tilbake i tuppen som følge av det større atmosfæriske trykk som virker mot underoverflaten av dammen. Denne tilstand av dryppefri drift vil bibeholdes så lenge trykkfallet i det indre av det smeltede glasslegemet i bøssingen bibeholdes. Oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

Figurene 1 og 2 skjematisk viser kjente konuskonfigurasjo-ner . Figur 3 viser skjematisk en bøssing ifølge oppfinnelsen og som viser trykkforholdene deri. Figur 4 er en forstørret skjematisk representasjon av en åpning i henhold til oppfinnelsen og en kon dannet i åpningen. Figur 5 er tilsvarende det i figur 4 som viser åpningen når fibertrekningen er avbrutt. Figur 6 er en skjematisk representasjon tilsvarende figur 2 og viser trykkforholdene inne i bøssingen. Figur 7 er et tilsvarende bilde til det i figur 4 og viser em kon dannet i en annen posisjon. Figur 8 er tilsvarende figur 7 og viser en konus i en annen posisjon. Figur 9 er et bilde tilsvarende figurene 7 og 8 og viser dannelse av en konus i en ytterligere posisjon. Figur 10 er et sideriss av en glassovn forsynt med en fonvarme og bøssing i henhold til oppfinnelsen. Figur 11 er et forstørret tverrsnitt tatt langs planet li-ll i figur 10. Figur 12 er et forstørret grunnriss av bøssingen i henhold til figur 11, delvis i snitt. Figur 13 er et sideriss av bøssingen i figur 12, delvis i snitt.

Figur 14 viser bøssingen ifølge figur 12.

Figur 15 er et enderiss av bøssingen ifølge figur 12, og Figur 16 viser et tverrsnitt tatt langs planet 16-16 i figur 14.

For å definere foreliggende oppfinnelse og adskille den fra tidligere kommersielt utnyttede prosesser er det først nødvendig å vurdere konvensjonelle, kontinuerlige glass-

fiberfremstillingsprosesser.

Den konvensjonelle prosess anvender et legeme av smeltet glass som er lokalisert over en fremstillingsåpning. Åpningen kan være utløpet av en sylindrisk nedhengende tupp eller kun være en ikke-tuppet overflate i en hullplate. Smeltet gass tilføres åpningen fra det smeltede legemet under et trykk som tilsvarer atmosfæretrykket pluss det statiske trykk av det smeltede legemet, vanligvis definert som "centimeter glass". En fiber uttrekkes fra åpningen, i realiteten fra et stort antall åpninger, ved å legge glasset rundt en roterbar mantel av en nedre vikleanordning, under fjernelse av varme fra glasset ved hjelp av fine skjold, ved luftkjøling eller på annen måte. Nar glasset trekkes av vikleren vil spenningen i bunten strekke glasset som strømmer ut av åpningen og glassets tykkelse vil raskt avta fra diameteråpningen til den endelige filamentdiameter. Diameteren for åpningen er 50-500 x diameteren for det ferdige filament. Denne store reduksjon i diameter finner vanligvis sted i en "formningskonus" lokalisert direkte under åpningen med den øvre ende eller "base" som er lik diameteren for åpningen og en nedre ytterlighet som har diameteren for filamentet. Dannelse og bibeholdelse av et antall jevne konuser med riktig størrelse og form er essensen ved fiberformningsprosessen.

Det smeltede glass utgår fra hver av åpningene i en

konvensjonell bøssing under et trykk som i det vesentlige er det statiske trykk for det smeltede glasslegemet pluss atmosfæretrykket minus trykkfallet over åpningstuppen. Det indre trykk i konusen er negativt, av størrelsesorden 2,5 cm glasstrykk, som følge av kumulative effekter av utstrekning av fiberen ved hjelp av trekkapparatet og trykktapet gjennom den relativt begrensede tupp. Glass som trekkes gjennom åpningen under disse trykkbetingelser vil "fukte" metallet som utgjør åpningstuppen eller platens underoverflate før den trekkes ut av strekkspenningen. Den

konvensjonelle formningskonus har således sin øvre periferi lokalisert langs den flate horisontale underoverflate av åpningstuppen eller platen umiddelbart tilstøtende åpningen og den øvre konusdiameter er litt større enn åpningsdiameteren. For praktiske formål kan konusdiameteren vanligvis beskrives som å være den samme som tuppens indre diameter.

Det .er funnet, at det er en definert forbestemt kontaktvinkel for smeltet glass av en gitt sammensetning med en gitt metalloverflate for en gitt gasstemperatur. F.eks. er kontaktvinkelen for en "E" glassblanding med en "J" metall-legering ved normal fiberdannende temperatur ca. 40°.'..Denne vinkel forblir i det vesentlige konstant under hele fiberformningsprosessen så lenge glasstemperaturen ikke endres. I den konvensjonelle fiberdannende prosess vil ;formningskonusen være i kontakt med den horisontale underoverflate av hullelementet ved den nødvendige kontaktvinkel, dvs. i størrelsesorden 40° og konusen konvergerer nedad i en glass asymptotisk form når den strekkes ut. Denne tilstand for en konvensjonell fiberfor-mende konus er vist i figur 1 av tegningene og kontaktvin-kelén på 40° er indikert på tegningen med vinkelen A. Den formende konus B i henhold til den konvensjonelle kjente teknikk, slik som vist i figur 1 av tegningene, har således sin basis forankret til utløpsåpningsenden C, slik at basisdiameteren for konusen er bestemt av hulldiameteren. Dette er tilfelle enten det nedre hullutløp er den nedre ende av en hul, konvensjonell tupp eller er bunn-overflaten av en tuppløs plate.

Den konvensjonelle konus er asymptotisk konvergerende i en enkél konkav form til den utstrukkede fiber. Lengden av konen varierer (a) med viskositeten av glasset i konusen, dvs.; jo kaldere glass desto kortere konus, (b) med oppviklingshastigheten, dvs. jo hurtigere filamentet trekkes desto kortere blir konusen, og (c) med det statiske trykk jo større statisk trykk på glasset i åpningen desto lengere konus. Spenningen i filamentet varierer (a) med glassviskositeten, dvs. jo kjøligere glass desto høyere spenning og (b) med viklehastigheten, dvs. jo hurtigere filamentet strekkes desto større spenning. Gjennomgangen, dvs. vektglass utført av åpningen er generelt proporsjonalt med ca. 4. potens av hulldiameteren, desto større hull desto større gjennomgang. For et hull av gitt størrelse vil gjennomgangen variere (a) med glassviskositeten, dvs. jo varmere glass desto større gjennomgang, (b) med uttrekningshastigheten, dvs. jo større trekkehastighet desto større gjennomgang, og (c) trykket som presser glasset gjennom åpningen, dvs. større trykk desto større gjennomgang. Ved avbrudd av fiberformasjonen i en hvilken som helst gitt åpning i en konvensjonell prosess vil en fiber ikke lenger trekkes ut fra åpningen. Det statiske glasstrykk over åpningen presser glasset gjennom denne som en ikke uttrukket glass-strøm og en fiberdannende konus blir ikke lengre dannet. Som et resultat vil glasset først danne "perler", i form av en dråpe D under åpningen og denne forstørres (vist som dråpene D', D" og D'<1>') faller som en dråpe som strekker seg ut fra åpningen, slik som vist i figur 2. Denne dråpe faller ned i "sløret" av fibere uttrukket fra de andre åpninger og bryter disse og forårsaker fullstendig avbrudd av produksjonen fra hele bøssingen. Bøssingen må da startes helt på nytt.

Foreliggende oppfinnelse foreslår en annen type av konusdannelse, et annet trykkforhold inne i den fiberdannende åpning og en annen driftsoperasjon både under fibreringen og ved fibreringsavbrudd i en gitt åpning.

For det første vil en trykkreduserende anordning, fortrinnsvis en hullplate, anordnes over selve hullplaten for å nedsette trykket av smeltet glass over hullplaten til mindre enn atmosfæretrykk. En slik plate er vist i figur 3 hvori bøssingen 10 inneholder et legeme av smeltet.glass 11 over en hullplate 12 med rørformede tupper 13. En hullplate 14 er neddykket i glasslegemet 11 og er anordnet parallelt med og adskilt fra hullplaten 12. Plateåpningene i platen 14 har en størrelse og et antall slik at når bøssingen arbeider i fiberdannende tilstand vil netto glass statisk trykk over hullplaten 12 ved inngangen til tuppåpningene være mindre enn atmosfæretrykk.

For det andre er hullstørrelsen eller den indre diameter av tuppene større enn den konvensjonelle tuppdiameter og er minst 0,18 cm i diameter. Dette vil i vesentlig grad nedsette trykkfallet gjennom tuppene sammenlignet med trykkfallet gjennom konvensjonelle tupper som typisk har en diameter på 0,13 cm eller mindre i diameter for fremstilling av fibere av den samme nominelle størrelse. Under fiberdannende betingelser og ved drift i fiberdann-endé tilstand vil trykkfallet gjennom en konvensjonell tupp generelt være lik det totale statiske trykk av det smeltede glass umiddelbart over hullplaten, typisk 20-30,5 cm glass, minus det nedsatte trykk som dannes internt i konusen som følge av uttrekningsspenningen, typisk 2,5-5 cm glass. Som et resultat derav vil den konvensjonelle tupp bevirke et trykkfall tilstrekkelig til å danne et svakt negativt trykk, dvs. mindre enn atmosfæretrykk ved tuppens utløp.

Under fiberdannende betingelser og under drift i fibrer-ende tilstand er trykkfallet gjennom tuppen i henhold til foreliggende oppfinnelse meget lite sammenlignet med trykkfallet gjennom en konvensjonell tupp. Dette oppnås ved å forstørre tuppens indre diameter og er effektivt fordi trykket av smeltet glass ved inngangen til tuppens åpning er negativt, dvs. mindre enn atmosfæretrykk. Ved dette punkt under konusdannelse vil både den dannede konus og den ytre nedre overflate av den konvensjonelle tupp og konusen formet i tuppen i henhold til foreliggende oppfinnelse ha et negativt indre trykk av ca. den samme størrelsesorden med det interne trykk av konusen i henhold til oppfinnelsen er ca. 10-20 % mindre enn for den

konvensjonelle tupp.

For det tredje vil de fiberdannende konuser ifølge oppfinnelsen dannes inne i tuppene eller åpningene i stedet for ved den nedre horisontale overflate av tuppen eller åpningene, slik som i den konvensjonelle prosess. De fiberdannende konuser ifølge oppfinnelsen er jevnt over mindre enn hulldiameteren og er forankret eller fiksert til de indre overflater av åpningene eller tuppene ved radielt forenende deler eller baner som kan ha varierende konfigurasjon, slik som vil bli forklart mere detaljert. I henhold til figurene 3 og 4 er de fiberdannende konuser 30 fiksert til de indre overflater av tuppene ved de festende deler 32. Som ovenfor forklart er kontaktvinkelen for glass-metallkontakt for "E" glass og "J" legering ved normal fiberdannende temperatur ca. 40°. I figur 4 er kontaktvinkelen på 40° indikert ved 29 og den forenende del 32 er oppad konkav-konveks for å kunne forene konusen 30 med den indre vegg 28 i tuppen 13 ved en samtidig bibeholdelse av den nødvendige kontaktvinkel.

Smeltet glass i hvilken som helst av tuppene 13 vil forbli deri hvis fiberdannelsen avbrytes ved denne tupp. Det smeltede glass i tuppen vil ikke danne en dråpe og falle, slik som i den konvensjonelle prosess, fordi smeltet glass inne i tuppen er ved et trykk som ikke er større enn atmosfæretrykket. Hver tupp av bøssingen i henhold til foreliggende oppfinnelse fylles med en dam av smeltet glass ved atmosfæretrykk eller mindre.

For å forklare trykkforhoIdene inne i det smeltede glasslegemet med motstandsplaten anordnet deri, inne i tuppene og inne i konusene så henvises det til figur 3 av tegningene. I figur 3 representerer den vertikale linje atmosfæretrykket, med positivt trykk til høyre for linjen 20 og negativt trykk til venste for linjen 20. Linjen 21 representerer det statiske trykk for det smeltede glasslegemet 11 over den trykkreduserende plate 14 og linjen 22 representerer det statiske trykk over hullplaten 12 når bøssingen ikke er i fiberdannende tilstand, slik som under oppstarting.

Linjen 22 er forskjøvet noe til venstre for linjen 21 p.g.a. det lille trykkfall over en trykkreduserende plate. Som resultat av disse trykkbetingelser vil smeltet glass fra legemet 11 strømme gjennom tuppene 13 og danne dråper slik som vist i figur 2. Således vil bøssingen 10 bli oppstartet som en konvensjonell bøssing, dvs. manuelt å gripe fatt i de nedfallende dråper når de strekker seg ut og vikle dem rundt vikleapparatets mantel for å initiere fibreringsoperasjonen.

Straks fibreringsoperasjonen har begynt vil trykkforholdene endre seg. Når en betydelig strøm gjennom den trykkreduserende plate finner sted vil trykkfallet over den trykknedsettende plate 14 tilta vesentlig og trykket under trykkplaten vil bli vesentlig mindre enn atmosfæretrykket. Dette trykkfall er skjematisk indikert med den stiplede linje 25. Mellom platen 14 og hullplaten 12 vil det negative glasstrykk tilta med verdien for det statiske trykk av glasset mellom platene 12 og 14, som indikert med linjen 26. Når det smeltede glass strømmer inn i hver tupp 13 vil trykkfallet være indikert av linjen 27 og vil oppstå i selve tuppen.

Under fiberdannelse vil en formningskonuus 30 være tilstede i hver tupp 13 og kun en slik konus er vist i figur 3 for enkelthets skyld. Den samme konus er illus-trert i forstørret målestokk i figur 4. Hver formningskonus 30 har et indre trykk ved punktet 31 som er mindre enn atmosfæretrykket som følge av det negative trykk over konusen og uttrekningskreftene som utvirkes av vikleappa-ratet. Hver konus er forankret til den indre periferi av tuppen 13 ved en ringformet foreningsdel 32 som er i kontakt med tuppens indre vegg 33.

Lokalisering av punktet 31 inne i konusen og langs lengden av tuppen bestemmes av balansen mellom overflatespenningskreftene som virker på punktet 33 (dvs. glass-metallgren-seflatespenningen og glass-luftgrenseflatespenningen), av det indre trykk i konusen dannet ved uttrekning av fibere og av det negative glasstrykk over hullplaten 12 forår-saket av trykkfallet over den trykknedsettende plate 14. Lokaliseringen av punktet 33 bestemmes av de samme faktorer pluss den normale glass-til-metall kontaktvinkel 29 på 40°. Det større atmosfæretrykk som virker på glass-luf tgrensef laten inne i tuppen vil forårsake at den forenende del 32 blir konkav oppad.

Ved uttrekningsavbrudd i en hvilken som helst gitt tupp vil konen 30 ikke lenger dannes, men overflatespenningskreftene og det negative glasstrykk som virker på det smeltede glass i tuppen vil holde det smeltede glasset i tuppen ved et underatmosfærisk trykk. Det ytre atmosfæriske trykk som virker på den nedre overflate av det smeltede glass i tuppen vil forårsake at glassoverflaten bøyes oppad som en konkav menikus 34 og overflatespenningskreftene vil holde det smeltede glass i tuppen, slik som vist i figur 5.

Denne tilstanden vil bibeholdes så lenge det skjer en betydelig glass-strøm gjennom den trykknedsettende plate 14 p.g.a. fortsatt uttrekning av fibere av de andre, ikke avbrutte fibere. Imidlertid når et tilstrekkelig antall fibere er brutte ved de individuelle åpninger slik at glass-strømmen gjennom den trykknedsettende plate nedsettes slik at trykkfallet over platen 14 er vesentlig nedsatt vil trykket under den trykknedsettende plate øke til over atmosfæretrykk. På dette tidspunkt vil smeltet glass strømme som en kontinuerlig strøm fra det totale statiske trykk, på samme måte som under oppstaringsbeting-elsene vist i figur 2.

Som forklart ovenfor vil glass-metallkontaktvinkelen 29 på ca.,40o bli bibeholdt uansett hvor konusen er lokalisert langs lengden av tuppens indre 28. Også posisjonen av konusen langs tuppens indre er bestemt av balanse mellom tre faktorer, dvs.: (a) overflatespenningskreftene som virker på grenseflaten mellom smeltet glass med atmosfæren og metallveggen 28 i tuppen, y (b) . det negative indre trykk i konusen som følge av uttrekningskreftene, og

(c) det negative glasstrykk over hullplaten.

Figur 6 er en visuell representasjon av forskjellige negative glasstrykk over hullplaten. Den trykknedsettende plate 14 og hullplaten 12 er skjematisk vist i figur 6. Antas det at de ovenfor nevnte faktorer (a) og (b) forblir konstante og at kun faktoren (c) varieres ved å variere størrelsen og antallet åpninger i platen 14, så kan det sees at for det samme negative trykk ved punktet 33 kan posisjonen for konusen varieres tilsvarende. F.eks. fra figur 4 vil det fremgå at et trykkfall over platen 14 av størrelsesorden representert ved linjen 40-41 resultere i et mindre-enn atmosfæretrykk ved punktet 42. Punktet 42 representerer det indre trykk i konusen, som tilsvarer det indre trykk i konusen 43 vist i figur 7. Et trykkfall av størrelsesorden representert av linjen 40-44 vil resultere i det samme indre trykk ved punktet 45 i konusen 46 vist i figur 8, og et trykkfall av størrelsesorden vist ved linjen 40-46 vil resultere i det samme indre trykk ved punktet 48 i konusen 49 vist i figur 9, Fra en sammenlign-ing av figurene 7, 8 og 9 vil det sees at konusene 43, 46 og 49 har vesentlig forskjellige konfigurasjoner og at

konusene 43, 46 og 49 er lokalisert i forskjellige nivåer inne i tuppen 13. Likevel er hver av konusene 43, 46 og 49 festet til den indre vegg 28 av dens tupp ved en radiell del som tilsvarer den radielle del 32 som tidligere er

beskrevet ved raetall-til-glass kontaktvinkelen 40 hvor glasset er "E" glass, metallet er "J" legering og glasset er ved en temperatur som er passende for fiberdannelse. I utførelsesformen ifølge figur 7 er trykkfallet skjematisk representert ved linjen 40-41 og er det minste trykkfall for de tre tilfeller. Punktet 42 er lokalisert lengst nede i hullplaten 12 og tuppen 13 og glass-til-metall kontaktpunktet 33a er lokalisert ved den konvekse radius av den nedre ende av den indre vegg 28. Kontaktvinkelen 29 måles fra glasskontakten med en tangent til tuppens radius og vinkelen 29 er 40°. I utførelsesformen ifølge figur 8 er trykkfallet 40-44 det mellomliggende trykkfall for de tre tilfeller og punktet 45 er lokalisert i midten av tuppen 13 og kontaktpunktet 33b er lokalisert langs den vertikale utboring 28 i tuppen. Igjen er kontaktvinkelen 29 lik 40°.

UtføreIsesformen ifølge figur 4 er dannet av det største trykkfall 40-46 av de tre tilfeller. Punktet 48 er lokalisert i den øverste ende av boringen 28 i tuppen 13 og kontaktpunktet 33c er lokalisert på den øvre overflate av hullplaten 12. Da glass-til-metall kontaktvinkelen 29 må være 40°, i denne utførelsesform såvel som i de andre utførelsesformer må vinkelen 29 nødvendigvis reverseres i forhold til de andre utførelsesformer.

Det bør understrekes at konuskonfigurasjonene i henhold til figurene 3-9 er basert på matematiske betraktninger og andre forutsetninger, koblet med dagens kunnskap om kinetiske forhold ved fibertrekning, da det er umulig direkte visuelt å observere de aktuelle konuskonfigura-sj oner slik de oppstår i det indre av tuppene 13. Den direkte visuelle observasjon er begrenset til området under tuppene og det er kun mulig visuelt å fastslå at (a) konusene synes å forefinnes inne i tuppene i hver utførel-sesform av oppfinnelsen, (b) konusene synes å være mindre enn den indre diameter for tuppen, og

(c) opphør av fiberuttrekning resulterer ikke i utstrøm-

ning av smeltet glass fra de tupper hvorfra uttrekningen har: opphørt. Det er kjent at fiberuttrekning kun er mulig fra smeltet glass via mekanismen med konusformasjon og bibeholdelse av en slik konus under hele fiberformerings-prosessen. Det er også kjent at kontaktvinkelen på ca. 40° må.være tilstede ved fiberformasjonen som innebefatter "E" glass og "J" legering. Ytterligere er det kjent at variering av det negative trykk over hullplaten varierer den tilsynelatende posisjon av konusen, så langt dette kan observeres visuelt.

Følgelig er den ovenfor gitte forklaring på oppfinnelsens virkemåte, innebefattende konfigurasjon, størrelse, plassering og formasjonsdynamikken for de dannende konuser, er gitt. som den beste forklaring som til nå kjennes for virkemåten.. Det er mulig at denne forklaring er-unøyaktig eller ufullstendig, eller at oppfinnelsen virker på en. helt. annen,, for tiden ukjent måte, men for tiden kjennes ingen annen forklaring enn den ovenfor gitte.

En for tiden foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er vist i figurene 10-15.

Som best vist i figur 10 angir henvisningstallet 100 en glass-smelteovn inneholdende et legeme av smeltet glass og hvor glassnivået i ovnen er indikert med 101. Smeltet glass fra ovnen 100 strømmer under en skimmerblokk 102 inn i en eller flere forvarmede. 103 som utstrekker seg i lengderetningen og som generelt er rektangulære omhylnin-ger 104 dannet av ildfast materiale og inneholdende en dam av smeltet glass 105 og hvor nivået for glasset i dammen 105 i det vesentlige er det samme som nivået for glasset 101, som holdes i ovnen 100. Anordnet langs lengden av forvarmeren 103 er et antall bøssinger angitt generelt ved 106. En slik bøssing 106 er mere detaljert vist i figurene 12-15 og er dannet av en edelmetall-legering, fortrinnsvis platina av "J" legering som er en legering av ca. 75%

platina og 25% rhodium.

I tverrsnittbildet i figur 11 vil det sees at hver av bøssingene 106 er plassert under den overliggende forvar-mer 103 for å motta smeltet glass fra denne idet det smeltede glass strømmer gjennom en vertikal åpning 107 i en ildfast bunnblokk 108 i forvarmeren gjennom en styr-ingsåpning 109 i den nedre bøssingblokk 110, også dannet av et ildfast materiale. Bøssingen er plassert mot underoverflaten av bøssingblokken 110 og fastholdes av forvarmerens rammestruktur innebefattende et øvre L-formet forvarmerammeelement 111 som bærer festede monteringsbol-ter, langstrakte monteringskanaler 113 som er forsynt med huller for å motta boltene 112 for festing dertil på passende måte, eksempelvis som vist med boltene 114. Bærekanalen 113 ligger under de undre overflater av skuldrene utformet i et hele med monteringsplatene 115. Bøssingen 106 er støpt inn i en ildfast monteringsblokk 116. Den ovenfor beskrevne måte å montere bøssingen 106 til underoverflaten av forvarmeren 103 er konvensjonell og utgjør ingen del av foreliggende oppfinnelse.

Som vist i figurene 12-15 innebefatter bøssingen et par nedre rektangulære hullplater 120 anordnet i et sideveis forhold og hvor to plater 120 sammen utstrekker seg i lengderetningen. Hver plate er forsynt ved dens indre kant av en oppbøyet flens 121 og to flenser 121 konvergerer oppad og festet til hverandre og således danne en hel, i lengderetningen forsterkende ribbe. De ytre langsgående kanter av platene 120 er sveiset til oppad utstrekkende sideplater 122 hvor hver sideplate 122 innebefatter en nedre vertikal del 123, en innad rettet midlere del 124 og en øvre vertikal del 125. En tverrsgående utad strekkende omkretsmonteringsflens 126 med rektangulær konfigurasjon er sveiset til den øvre kant av sideveggdelen 125. Endene av hullplatene 120 er sveiset eller på annen måte festet til en vertikal endeplate 127 hvis øvre ende ligger under og er festet til underoverflaten av endedelen av monteringsflensen 126. Monteringsflensen har en kontrollåpning 128 gjennom hvilken smeltet glass strømmer inn i bøssin-gen.

Anordnet over den sammensatte hullplate omfattende to hullplateseksjoner 120 er anordnet en trykknedsettende plate 130. Denne trykknedsettende plate 130 er fortrinnsvis fremstilt i to seksjoner som er sveiset sammen langs den langsgående senterlinje av bøssingen, som ved et 131. Den trykknedsettende plate 130 har en oppbøyet ytterflens 132 langs alle dens fire kanter og platen 130 er under-støttet langs midten, dvs. langs sveiselinjen 131 av de oppbøyde flenser 121 for de to hullplater 120, hvilket fremgår best av figur 16. Den trykknedsettende plate 130 er. understøttet i et adskilt forhold til hullplateseksjon-ene 120 av de oppadrettede flenser 121, som ovenfor beskrevet, samt også av et antall rektangulære avstivere 133 hvor hver avstiver har en sideveis rettet øvre flens 134 sveiset til underoverflaten av den trykknedsettende plate 138 og i kontakt med den øvre overflate av hullplaten 120.

Festet til endeveggene 127 er elektriske kontaktører 135 med et relativt massivt tverrsnitt (figur 15), hvert øre er sveiset til et monteringstverrstykke 136 med en generell trapesoid form og sideendene av tverrstykkene er festet til endeveggene 127 ved hjelp av et par skillean-ordninger 137. Naturligvis er hensikten med ørene 135 for elektrisk oppvarming av bøssingen og denne varme fordeles i det ønskede varmemønster til endeveggene 127 av tverrstykkene 136, samt skilleanordningene 137 for disse, anordnet mellom ørene 135 og endeveggene 127.

For å lette montering av bøssingen i stilling under forvarmeren er de nedre sideveggdeler 123 av sideveggene 122 forsynt med monteringsflenser 139 som er innbakt i den ildfaste omhylling 116.

Som det kan sees fra figur 12 er trykkplaten 130 forsynt med et antall åpninger. Typisk har disse åpninger en diameter på 0,08 cm og senteravstanden mellom to tilstøt-ende hull er 0,32 cm. Trykkplaten har en tykkelse på 0,05 cm.

Som det fremgår av figur 14 i tegningene er hullplatene 120 forsynt med et antall nedadrettede tupper 150 som er sveiset eller på annen måte festet til platene for å motta glass fra det indre av bøssingen. Fortrinnsvis i en foretrukket utførelsesform er hver tupp relativt stor og har en indre diameter i størrelsesorden 0,218 cm og med en minimumsdiameter på 0,178 cm. Slike tupper er innrettet på linje i tversgående rekker (figur 14). Hullplaten er 0,152 cm tykk og lengden av hver tupp er 0,305 cm. Tuppene er innsatt i platen slik at den totale hull-lengde er 0,457 cm.

Senteravstanden mellom tuppene i tverr-retningen i rekkene er i en utførelsesform av oppfinnelsen 0,178 cm og to tilstøtende rekker er adskilt i en avstand av 0,457 cm og avstanden mellom dobbeltrekker er 0,737 cm. I en hullplate 120 som har et rektangulært bunnareale med en lengde på 44,5 cm og en bredde på 6,1 cm vil det i alt være 1008 tupper. Således for en bøssing hvorfra det kan uttrekkes 2016 fibere vil lengdedimensjonen, innebefattende ørene 135 være ca. 53 cm og ha en bredde på noe over 15 cm. Det aktuelle hullplateområdet er ca. 645 cm<2> og tupptettheten vil være ca. 3 pr. cm^.

Driften av bøssingene vist i figurene 10-15 er som tidligere beskrevet, eksempelvis i forbindelse med figur 3. Hullplateseksjonen 120 tilsvarer 12 i figur 3 og tuppene 150 tilsvarer tuppen 3 i figur 3 og den hullede trykknedsettende plate 130 tilsvarer den trykknedsettende plate 14 i figur 3.

EKSEMPEL I

En konvensjonell bøssing (Bøssing A) ble drevet i en periode på flere døgn. Bøssingen A hadde de følgende egenskaper:

En bøssing i henhold til foreliggende oppfinnelse (Bøssing B) som vist i figurene 10-15 ble også drevet for en periode på flere dager. Bøssing B hadde de følgende egenskaper:

Effektivitetem aw; bøssingene ble sammenlignet som følger:

EKSEMPEL II

Ytterligere produksjonsforsøk ble utført hvori bøssingen B ble drevet i 15 døgn med en produktivitet på 20,4 KG/time med 0,33 brudd pr. bøssingtime eller 0,37 brudd pr. bøssing driftstime. Bøssingen B arbeidet da med en effektivitet på 86% og en omdannelseseffektivitet på 84% og hvor stopptid pr. brudd ble nedsatt til 12 min./brudd.

EKSEMPEL III

En bøssing C tilsvarende bøssing B ble undersøkt i et forsøk over en lengre tidsperiode. Bøssing B arbeidet i henhold til oppfinnelsen. Bøassing C hadde de følgende egenskaper:

EKSEMPEL IV

Eni bøssing D ble. undersøkt il et forsøk over en lengre tidsperiode. Bøssing Dj arbeidet i henhold til foreliggende oppfinnelse. Bøssingen hadde en ikke-tuppet hullplate og var luftkjølt. Bøssingen D hadde de følgende egenskaper:

Bøssingen D arbeidet i ni timer uten flømming eller andre prosessforstyrreiser.

Den beskrevne oppfinnelse kan lett anvendes for fremstilling av kontinuerlige/eller stapleglassfilamenter.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av glassfibere i en bøssing (10,106) forsynt med en hullplate (12) som er forsynt med et antall nedadrettede rørformede tupper (13) som kommuniserer med massen av smeltet glass i bøssingen, idet en fiber trekkes ut av massen av smeltet glass gjennom hver tupp, karakterisert ved at trykket i massen av smeltet glass innstilles slik at smeltet glass som befinner seg like over tuppene og som står i forbindelse med tuppene (13) er lavere enn atmosfæretrykket og at det i hver tupp opprettholdes en masse av glass ved et trykk som er lavere enn atmosfæretrykket for å hindre at utflyting av smeltet glass fra noen av tuppene forstyrrer fiberuttrekking fra tuppen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fibrene trekkes ut fra formningskonuser (30) som dannes innenfor tuppenes (13) indre vegg (28), idet hver fomningskonus (30) har en vesentlig mindre diameter enn åpningen avgrenset av den indre vegg (28) og står i forbindelse med denne via en forenende del (32) som er en del av konusen og som utstrekker seg fra denne for å ligge an mot innerkanten (33) av tuppen og at delen (32) strekker seg radielt.

3. Bøssing (10,106) for fremstilling av av glassfibre omfattende en hullplate (12,12 0) forsynt med et antall nedadrettede rørformede tupper (13,150), karakterisert ved at a) en trykknedsettende anordning (14,130) er lokalisert over tuppene (13,150) som gir en tilstrekkelig strømnings-motstand for det smeltede glass til å nedsette det statiske trykk over tuppen (13,150) under normale fiberuttreknings-betingelser, til et driftstrykk mindre enn atmosfæretrykk, og b) hver tupp (13,150) har en indre diameter på minst 0,178 cm.

4. Bøssing (14,13 0) i henhold til krav 3, karakterisert ved at den trykknedsettende anordning omfatter en hullplate (14,130) adskilt fra hullplaten (12,120).

5. Bøssing ifølge krav 4, karakterisert ved at den innbefatter midler (135) for oppvarming av platene (12,120).