TW201139312A - Spinning nozzle arrangement - Google Patents

Description

201139312 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 於玻璃纖維、特別是意欲用於玻璃纖維強化塑膠之玻 璃纖維的製造中’用於該玻璃之起始材料被熔合於一火爐 中’所形成之熔融玻璃被進給至各種紡絲點，其中該玻璃 塊體係經過玻璃纖維噴嘴、所謂之軸套排出。由該等噴嘴 所排出之玻璃線被抽出、譬如經由空氣冷卻或以水噴灑而 0 冷卻、及集攏在一起而形成一或多個纖維束。如果需要， 該纖維束以一製備被提供，且接著被捲繞至紗管上或進給 至切割裝置。此材料係亦用於處理，譬如於玻璃纖維強化 熱塑性材料之生產。 【先前技術】 於揭示文件EP 229 648 A1中，用於玻璃纖維之紡絲 的典型旋轉噴嘴被表示。該旋轉噴嘴具有於一底板中之各 Q 列尖端，該等尖端被沿著一直線由該噴嘴之端板至端板配 置。在該等端板之每一個上，有二個分開之電源供給。經 由該電源供給，電流被引導經過被設計成施行該玻璃熔體 之加熱的旋轉噴嘴。雖然此幾何形狀被設計成相對於該玻 璃熔體之加熱的均勻性提供勝過該先前技藝之優點’此等 軸套之使用的實例顯示該溫度分佈中之差異’且因此顯示 該玻璃纖維直徑的均勻性中之差異。 於專利說明書j P 1 3 3 3 0 1 1中，用於玻璃纖維旋轉噴 嘴之製造方法被敘述。於此方法中’以舶墊圈之輔助藉由 -5- 201139312 將預製的圓錐形尖端元件焊接進入該旋轉噴嘴中之製備鑽 孔，用於該旋轉噴嘴之尖端被附接至該旋轉噴嘴。該等尖 端在此係個別地結合成雙列’而橫亙於經過該旋轉噴嘴之· 底板的加熱電流之方向延伸。然而，於使用期間’極多問 題發生。 首先，在該等紡絲點的紡絲輸出藉由該等噴嘴尖端之 每單位面積的總數或數目被決定，下文簡言之意指在該旋 轉噴嘴上之尖端。然而，旋轉噴嘴設備上之尖端的數目被 限制。這一方面係由於每單位面積的開口之有限數目。爲 了達成較大數目之開口或噴嘴，該旋轉噴嘴設備在理論上 能夠被無限制地放大，又極多一般習知的問題發生，特別 是如果該寬度關於該長度激烈地增加。最經常之問題係該 旋轉噴嘴設備之工作壽命的縮短。設有該等噴嘴或開口之 底板於俯視圖中通常爲長方形，該四個側面邊緣係直接地 焊接至該長方形本體之相向側壁及端部壁面上。如果該底 板之寬度增加，則該底板用作一被支撐在該側面及端部而 於該中間無支撐的橫樑。由於與該重的熔化材料之縱長接 觸，相當可觀之彎曲應力及時影響該底板，導致由於時間 依存之塑性變形或時間依存的蠕變之下垂。因爲其導致一 不均勻之熱分佈，此下垂對於越過該底板的不同直徑之纖 維的同時生產係有害的。表面積之減少將因此爲需要的， 以便限制該蠕變之影響，且如此增加該工作壽命，然而， 這導致輸出中之不想要的減少。

這些問題已在 DE 19638056、EP 1399393 及 EP 201139312 1193225中提出，其中金屬板已被焊接至該底板，當作該 旋轉噴嘴設備內側之加勁元件，以便如此產生該底板之增 加的硬度。於US 5 948 1 3中，其代替地顯示此效果亦可藉 由該底板中之加強筋所產生。 然而，既然以此方式，一方面，該想要之有利效果被 限制，而在另一方面，該底板之表面積的一部份不再可用 於依次產生輸出中之減少的開口或噴嘴之導入，這些方式 0 係全部較不充分令人滿意的。這可與進一步放大偏離，但 該下垂之問題係據此進一步加強，以致進一步強化措施係 需要的，其最後使得與放大有關聯之生產力成長無吸引力 的。 進一步問題在於以下事實，由於該液態玻璃熔體之流 入該旋轉噴嘴設備，流體動力學的壓力被建立，其亦作用 在該旋轉噴嘴設備之另一側面上，諸如該等側壁、端板、 且尤其是該等蓋板上，如果爲該底板之放大，該等蓋板具 Q 有漸增之大表面積。雖然這些內建於玻璃纖維生產工廠者 被由該外面支撐，雖然如此，應力係在該旋轉噴嘴設備中 產生’其進一步縮短該工作壽命。 【發明內容】 本發明之目的係提供一旋轉噴嘴設備，其能夠使生產 力增加，及如此改善生產力，而沒有該等缺點，且盡可能 於該噴嘴之區域中顯示均質的溫度分佈。 201139312 【實施方式】 該目的係藉由用於製造玻璃纖維之旋轉噴嘴設備（10 )所達成’該旋轉噴嘴設備具有藉由側壁（1 2、12')、 蓋板（14、14')、端板、底板（1)所形成之熔化室（11 )’及用於該熔融玻璃（1 7 )之進給管路（1 3 )，該底板 係設有與該旋轉噴嘴（1 0 )的側壁（1 2 )平行地對齊之多 數開口或噴嘴（2 )，其特徵爲該底板（1 )係在其頂側上 設有被連接至該等蓋板（14、14’）之額外的加勁元件（4 )° 本發明之核心係應用該流體動力學的壓力，及使所產 生之力量轉向至坐落相向於該等蓋板之底板，以便於此再 一次減少該下垂及如此增加該旋轉噴嘴設備之工作壽命。 於本發明之一具體實施例中，該等加勁元件爲桿形結 構。 這些可爲相對於該底板在直角或傾斜，視該旋轉噴嘴 設備之設計而定。 有利地是，該等加勁元件具有1毫米至3毫米之厚度 〇 爲了較佳分佈該等力量進入該蓋板及/或該底板，該 等加勁元件係藉由強化元件所裝配。這些可爲譬如有利地 具有1.5至1 〇倍該加勁元件之厚度的強化盤件’亦即， 譬如，於桿棒當作加勁元件之案例中’對應直徑之盤件。 該等開口或噴嘴（2 )有利地係於主要列中結合成二或更 多、較佳地是3至5列。 -8- 201139312 動力連接部（6 )有利地係及如通常慣例地經由端板 (5 )及（5')連接。 該等加勁元件（4)亦可被組構成各種輪廓或金屬板 或金屬板部份，其擁有I-、V-、U-、T-或雙T-形輪廓， 且給與在此需要之適當尺寸，而具有用於該玻璃熔體之通 過的孔口，且首先以與如DE 1 963 8056中所敘述之類似方 式，以便一方面不阻礙該通量，同時這些亦能接著作用， Q 以監視該玻璃流動。該等加勁元件中之鑽孔具有較佳地係 5至1 5毫米的直徑。 本發明進一步有關根據本發明用於製造玻璃纖維的旋 轉噴嘴設備之使用，及有關用於製造玻璃纖維之設備，其 包括根據本發明之旋轉噴嘴設備。 本發明進一步有關用於製造玻璃纖維之方法，其中用 於該玻璃之起始材料被熔合，所形成之熔融玻璃係進給至 旋轉噴嘴設備，該玻璃塊體係在該旋轉噴嘴設備中經過開 〇 口排出，且由該等噴嘴所排出之玻璃線被抽出、冷卻與集 攏在一起’以形成一或更多纖維束，其特徵爲使用根據本 發明的旋轉噴嘴設備。 該旋轉噴嘴設備之尖端的各主要列在此大致上係平行 於該旋轉噴嘴設備之側壁對齊。 該等加勁元件較佳地係由與該旋轉噴嘴設備之其他構 成零件相同的材料所生產，通常爲具有10至35重量百分 比之铑或銥成份的鉛/铑合金或鉛/銥合金、或鉑、铑或銥 本身’這些金屬特別有利地是被使用當作氧化物分散、細 -9- 201139312 微顆粒穩定化之材料。 如果金屬板或輪廓、特別是V形輪廓被使用，則這 些盡可能遠地亦被連接（例如焊接）至該等端板。該等加 勁元件之安裝在該底板上產生快速及更均質之溫度分佈， 藉此均質、甚至絲線抽出係可能的。由於該改善之溫度分 佈，該纖維直徑之標準偏差改善高達20%。該底板之加勁 額外地造成該底板的長期穩定性中之改良，以致該旋轉噴 嘴設備之工作壽命係顯著地增加。 根據本發明的設備之另一較佳變型，在該底板下方， 譬如於該等尖端的主要列之間，諸如冷卻管或冷卻鰭片之 特別冷卻元件被裝入，在需要之處，該等冷卻元件在其頂 側及/或底側上具有額外之冷卻鰭片，用於改善該熱交換 〇 視該製造方法而定，該等噴嘴板之尖端爲圓柱形或圓 錐形，且特別地是具有1至2.5毫米之孔徑。該等尖端主 要列內的尖端間之最小距離特別地是爲>/= 2 · 5毫米，較佳 地係由2.5至6毫米。 該動力連接部之厚度較佳地係由2.5至7毫米’且視 該寬度而定被選擇。 該玻璃纖維之抽出速率通常係大約600至3000米/分 鐘、較佳地係由600至1 5 00米/分鐘。 該等加勁元件較佳地係具有0.5至3毫米之厚度 '特 別地是0.5至1 . 6毫米的厚度。 該等動力連接部之接觸面大致上具有20至100毫米 -10- 201139312 之寬度，且於它們之間包圍大致上1 5至3 0毫米之間隙。 根據本發明之旋轉噴嘴特別地是被使用於製造具有8至 3 0微米、較佳地係9至2 4微米的直徑之玻璃纖維。 本發明之進一步較佳具體實施例可爲源自該等申請專 利範圍附屬項。 【圖式簡單說明】 0 本發明係以說明性之基礎參考該等圖面較大詳細地說 明。於該等圖面中： 圖1顯示經過根據本發明之具有加勁元件的旋轉噴嘴 設備之內部零件的橫截面。 圖2顯示經過習知具有加強筋當作該加勁元件之旋轉 噴嘴設備的橫截面。該表面積損失係據此明顯的。 【主要元件符號說明】 Q 1 :底板 2 :噴嘴 4 :加勁元件 5 :端板 5 ’ ：端板 6 :動力連接部 10 :旋轉噴嘴設備 1 1 :熔化室 1 2 :側壁 -11 - 201139312 1 2 ’ ：側壁 1 3 :進給管路 1 4 :蓋板 14’ ：蓋板 1 7 :熔融玻璃 -12-

Claims (1)

1. 201139312 七、申請專利範圍： 1.—種用於製造玻璃纖維之旋轉噴嘴設備（1 0 )，具 有藉由側壁（1 2、1 21 )、蓋板（14、14')、端板、底板 (1 )所形成之熔化室（1 1 )，及用於該熔融玻璃（1 7 ) 之進給管路（1 3 )，該底板係設有與該旋轉噴嘴（1 0 )的 側壁（1 2 )平行地對齊之多數開口或噴嘴（2 )，其特徵 爲該底板（1 )係在其頂側上設有被連接至該等蓋板（1 4 Q 、：1 4')之額外的加勁元件（4 )。 2 ·如申請專利範圍第1項之旋轉噴嘴設備（1 0 )，其 中該等加勁元件爲棒形組構。 • 3 .如申請專利範圍第1項之旋轉噴嘴設備（1 0 )，其 中該等加勁元件係關於該底板成直角或傾斜地裝配。 4 ·如申請專利範圍第1項之旋轉噴嘴設備（1 0 )，其 中該等加勁元件具有1毫米至3毫米之厚度。 5 .如申請專利範圍第1項之旋轉噴嘴設備（1 0 )，其 〇 中該等加勁元件係藉著強化元件裝入該蓋板、該底板或兩 者。 6.如申請專利範圍第1項之旋轉噴嘴設備（1 0 )，其 中該等開口或噴嘴（2)被結合成二或更多、較佳地是3 至5列，於主要列中緊鄰在一起。 備 設 嘴 噴： 轉 5' 旋-之板 項端 1 等 該 第由 圍經 範系 利)f 專 6 請C 申接 如連 7·源 電 中 其 及 接 *-彐π 連 轉 、 旋I- 的成 - 構 之組 中 其 的 4 項 C 7 件 至元 3 勁 或加 1等 第該 圍中 範其 利’ 專0) 請1 申C 如備 8 設 嘴 噴 被 -13- 201139312 處’該等加勁元件具 項的其中之一的旋轉 造。 置’包含如申請專利 V-、υ-、τ-或雙τ-形輪廓，在需要之 有供該熔融玻璃（1 7 )通過之孔口。 9 . 一種如申請專利範圍第1至8 噴嘴設備之應用，用於玻璃纖維之製 10.—種用於製造玻璃纖維之裝 範圍第1至8項的其中之一的旋轉噴嘴設備。

   11 ·—種用於製造玻璃纖維之方法，其中用於該玻璃 之起知材料被熔合’所形成之熔融玻璃係進給至旋轉噴嘴 設備’該玻璃塊體係在該旋轉噴嘴設備中經過開口排出， 且由該等噴嘴所排出之玻璃線被抽出、冷卻與集攏在一起 ’以形成一或更多纖維束，其特徵爲使用根據申請專利範 圍第1至8項的其中之一的旋轉噴嘴設備。 -14-