TW201315700A - 玻璃熔融裝置,玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法 - Google Patents

玻璃熔融裝置,玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法 Download PDF

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Kentarou Ogawa
Koichi Nakamura
Norio Hirayama
Syunsuke HARASHIMA
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Nitto Boseki Co Ltd
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Abstract

本發明之課題係在於在高溫熔融之情況,能有效地進行熔融玻璃的澄清化及均質化。用以解決課題之手段為,一種玻璃熔融裝置,係具備:玻璃熔融爐(11),其具有底壁(12)與側壁(13),並在底壁(12)形成有熔融玻璃的拉出口(15);及加熱用電極(14),其被插入至玻璃熔融爐(11)內,藉由通電來加熱玻璃熔融爐(11)內的熔融玻璃,在玻璃熔融爐(11)的內部設有:上部區隔板(16),其自玻璃熔融爐(11)的爐內底部僅使熔融玻璃通過;及薄膜形成構件(25),其配置在上部區隔板(16)與拉出口(15)之間,用以遮斷熔融玻璃,在與上部區隔板(16)之間,形成有使熔融玻璃從下方朝上方流動的流路,並且形成有藉由使溢出的熔融玻璃下降,形成為薄膜狀之薄膜形成面(25b)。

Description

玻璃熔融裝置,玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法
本發明係關於熔融玻璃原料之玻璃熔融裝置、使用此玻璃熔融裝置來製造玻璃纖維之玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法。
近年,為了製造高品質的玻璃製品,以高溫熔融玻璃原料而讓其澄清化的要求高漲。如此,作為以高溫熔融玻璃原料之技術,專利文獻1~4所記載者為眾所皆知。
在專利文獻1,記載有利用以誘導加熱將殼熔坩堝(skull crucible)進行加熱,以高溫熔融玻璃原料,且,利用以冷卻管冷卻此殼熔坩堝,藉以延長殼熔坩堝的使用壽命。又,在專利文獻1,記載有藉由高溫精製、精製劑的添加等,使熔融玻璃所含之氣泡上升至熔融玻璃表面並讓其破裂。
在專利文獻2,記載有利用以線圈機構的高頻能量將殼熔坩堝進行加熱,將玻璃原料予以熔融,藉由以配置在殼熔坩堝的上部之冷卻橋站將熔融玻璃予以冷卻,促進在殼熔坩堝內的熔融玻璃的對流。又,在專利文獻2,記載有藉由將熔融玻璃的出口配置於線圈機構的上方,用以將線圈機構對品質之影響抑制在最小限度。
在專利文獻3,記載有使用具管狀的出口之銥製熔融容器而以高溫熔融玻璃原料。又,在專利文獻3,記載有 藉由將熔融容器的下部予以冷卻而使熔融玻璃凝固,來在出口形成上栓,進行熔融容器內的熔融玻璃的澄清化。
在專利文獻4,記載有藉由將熔融體作成為5~10cm的薄層而使其流動於水平的流路,使氣泡上升而在熔融體的表面破裂。又,在專利文獻4,藉由在朝下游向下方傾斜的狀態使導管浸漬於熔融體中,讓氣泡自該熔融體分離而在導管逆流。
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特表2003-507311號公報
〔專利文獻2〕日本特表2005-504707號公報
〔專利文獻3〕日本特開2005-119959號公報
〔專利文獻4〕日本特表2001-518049號公報
但,專利文獻1~4所記載的技術中存在有以下的問題。
在專利文獻1所記載的技術,雖藉由精製可使氣泡上升至表面,但,這並非是讓脫泡的技術變佳所達成,僅是作成為高溫,另外添加精製劑等所達成者,因此,並非可超越一般的澄清化效果。又,在專利文獻1所記載的技術,由於殼熔坩堝的內部為單純的構造,故,殼熔坩堝之熔融玻璃的滯留時間短,無法充分地進行熔融玻璃的均質化及澄清化。又,在專利文獻1所記載的技術,由於藉由 冷卻管積極地冷卻殼熔坩堝,故,在殼熔坩堝內會產生溫度變低之部分。因此,會導致反玻化(熔融玻璃結晶化而成為不透明)產生,品質降低的危險性變高,並且熱效率差。
在專利文獻2所記載的技術,雖可將線圈機構的影響抑制在最小限度,但,未進行促進脫泡之特別作業,故,澄清化效果並不充分。又,在專利文獻2所記載的技術,促進了在殼熔坩堝內的對流,但,由於殼熔坩堝的內部為單純的構造,故,殼熔坩堝之熔融玻璃的滯留時間短,熔融玻璃的均質化及澄清化無法充分地進行。又,在專利文獻2所記載的技術,由於藉由冷卻橋站積極地冷卻殼熔坩堝,故,在殼熔坩堝內會產生溫度變低之部分。因此,會導致失玻化產生,品質降低的危險性變高,並且熱效率差。
在專利文獻3所記載的技術,由於熔融玻璃與外界隔絕,氣泡的周圍被熔融玻璃厚厚地包圍,故,即使熔融玻璃的黏度低,也無法有效率地去除氣泡。又,在專利文獻3所記載的技術,由於為了確保在熔融容器內之滯留時間,而將熔融玻璃暫時地關在熔融容器內,無法進行連續的熔融而效率差。
在專利文獻4所記載的技術中,在將熔融體流動於水平的流路而進行脫泡之技術,由於熔融體的厚度5~10cm,故,熔融體的厚度仍然很厚。因此,氣泡到達熔融體的表面為止要花費很多時間,無法獲得充分的脫泡效 果。又,在專利文獻4所記載的技術中,在使導管浸漬於熔融體內之技術,由於導管內的氣泡始終為被熔融玻璃所包圍之狀態,故,即使降低熔融體的黏度,也無法有效率地去除氣泡。並且,在專利文獻4所記載的技術,均將1500℃設為最高溫度,因此,無法將難熔融性的玻璃熔融,又,即使可以熔融,也由於熔融時間變長,故,在熔融玻璃的均質化、澄清化等上會花費龐大的時間。
因此,本發明之目的係在於提供在高溫熔融之情況,能有效地進行熔融玻璃的澄清化及均質化之玻璃熔融裝置、玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法。
本發明之玻璃熔融裝置,其特徵為:具有:玻璃熔融爐,其具備底壁和側壁,並形成有拉出熔融玻璃之拉出口;投入口,其配置於玻璃熔融爐的上方,供玻璃原料投入;加熱用電極,其插入於玻璃熔融爐內,藉由通電,將被投入到玻璃熔融爐之玻璃原料予以加熱;及薄膜形成構件,其立設於投入口與拉出口之間的底壁,並形成有薄膜形成面,其藉由遮斷被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃,讓溢出的熔融玻璃下降並拉伸而形成為薄膜狀。
在本發明之玻璃熔融裝置,被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃係藉由薄膜形成板遮斷,自薄膜形成板所溢出的熔融玻璃藉由沿著拉出口側的薄膜形成面下降,被拉薄進而形成薄膜狀,然後被導出至拉出口。如此,當熔融 玻璃被薄膜化時,氣泡變得無法保持其形狀而破裂,因此能夠獲得非常優良之澄清化效果。又,當熔融玻璃被薄膜化時,由於對熔融玻璃之傳熱效率變高,故,促進未熔融物的熔融而可謀求熔融玻璃的均質化。
又,藉由將插入到玻璃熔融爐之加熱用電極予以通電,能直接加熱玻璃熔融爐的熔融玻璃,並且能夠在玻璃熔融爐的任意位置,加熱熔融玻璃。因此,不受玻璃熔融爐的形狀、大小、材料等影響,能有效率地加熱熔融玻璃,特別是亦可適用於大型的玻璃熔融爐。
又,薄膜形成構件形成為板狀,配置於投入口的垂直方向下方與拉出口之間,下端部抵接於底壁,並且側端部抵接於側壁,在上端部具備有供熔融玻璃通過之上部通過部。如此,當構成薄膜形成構件時,由於薄膜形成構件配置在投入口的垂直方向下方與拉出口之間,故,被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃不會直接導出至拉出口而會被薄膜形成構件所遮斷。又,當調整玻璃原料的投入量等,將玻璃熔融爐之熔融玻璃的液位調整在僅較上部通過部稍高之位置時,自薄膜形成構件所溢出的熔融玻璃會沿著薄膜形成構件的薄膜形成面下降,藉此形成為薄膜狀。藉此,能夠將熔融玻璃形成為薄膜狀。
在此情況,薄膜形成構件係朝投入口側傾斜為佳。如此,藉由使板狀的薄膜形成構件傾斜,通過了上部通過部之熔融玻璃不會自薄膜形成構件分離而可滑落在薄膜形成構件的薄膜形成面,故,能夠將熔融玻璃圓滑地形成為薄 膜狀。
另外,薄膜形成構件亦可為下端部抵接於底壁,形成為包圍拉出口之管狀。如此,當構成薄膜形成構件時,藉由薄膜形成構件覆蓋拉出口,在薄膜形成構件的內側形成薄膜形成板。於是,被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃不會直接導出至拉出口而被薄膜形成構件所遮斷,將玻璃原料的投入量進行調整等,使玻璃熔融爐之熔融玻璃的液位調整在較薄膜形成構件的上端部稍高的位置時,自薄膜形成構件所溢出的熔融玻璃隨著配置在薄膜形成構件的內側之薄膜形成面而下降,藉此形成為薄膜狀。藉此,能夠將熔融玻璃形成為薄膜狀。
在此情況,薄膜形成構件係薄膜形成面自垂直方向上部朝垂直方向下部縮窄之形狀為佳。如此,藉由形成管狀的薄膜形成構件,自薄膜形成構件溢出的熔融玻璃不會自薄膜形成構件分離而可滑落在薄膜形成構件的薄膜形成面,故,能夠將熔融玻璃圓滑地形成為薄膜狀。
又,玻璃熔融爐係由銥或銥基合金所構成為佳。如此,藉由以銥或銥基合金構成玻璃熔融爐,能夠以二氧化矽的熔點以上的高溫熔融玻璃原料,故,能夠大幅地縮短玻璃原料的熔融時間。又,由於銥即使與熔融玻璃接觸也不會自熔融玻璃產生二氧化矽,故,熔融玻璃中的矽粒子減低,可使熔融玻璃的品質提昇。
又,進一步具有覆蓋玻璃熔融爐之外殼;和對外殼內供給不活性氣體之不活性氣體供給手段為佳。如此,藉由 此結構,由於玻璃熔融爐全體成為不活性氣體環境而與大氣隔離,故,能夠抑制玻璃熔融爐、加熱用電極等氧化而昇華之情況產生。因此,即使將熔融玻璃加熱至高溫,也能抑制玻璃熔融裝置的耐用年數降低之情況產生。
又,進一步具有配置於投入口的垂直方向下方與薄膜形成構件之間且具備從玻璃熔融爐的爐內底部使熔融玻璃通過之下部通過部的上部區隔板為佳。如此,藉由在玻璃熔融爐內配置上部區隔板,能夠防止未熔融物搭上熔融玻璃的表層的快速流動而從拉出口被拉出,並且能夠延長玻璃熔融爐內之熔融玻璃的移動路徑。藉此,由於玻璃熔融爐內之熔融玻璃的滯留時間變長,促進脫泡而使熔融玻璃的澄清化效果提高,又,促進未熔融物的熔融而可謀求熔融玻璃的均等化。並且,由於在上部區隔板與薄膜形成構件之間形成有使熔融玻璃朝上方流動之流路,故,能夠將熔融玻璃所含之氣泡朝上方推起而在熔融玻璃的液面破裂。藉此,可更進一步提高熔融玻璃的澄清化效果。
本發明之玻璃纖維製造裝置,其特徵為具有:上述的其中任一者之玻璃熔融裝置;配置於玻璃熔融爐的下方,供自拉出口拉出的熔融玻璃導入之儲存槽;及將導入至儲存槽之熔融玻璃予以纖維化後進行紡絲之纖維化裝置。若依據本發明之玻璃纖維製造裝置,藉由薄膜形成構件將被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃予以澄清化及均質化後再纖維化,故,能夠製造高品質的玻璃纖維。
本發明之玻璃纖維製造方法係使用上述的玻璃纖維製 造裝置之玻璃纖維的製造方法,其特徵為:將玻璃原料從投入口投入至玻璃熔融爐內,對加熱用電極通電來將投入至玻璃熔融爐內之玻璃原料予以熔融,藉由薄膜形成構件將熔融玻璃形成薄膜狀後,從拉出口拉出熔融玻璃後再導入到儲存槽,藉由纖維化裝置將已導入至儲存槽之熔融玻璃纖維化,製造玻璃纖維。若依據本發明之玻璃纖維製造方法,藉由薄膜形成構件將被加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃予以澄清化及均質化後再纖維化,故,能夠製造高品質的玻璃纖維。
在此情況,玻璃熔融裝置係具有覆蓋玻璃熔融爐之外殼,將外殼內作成為不活性氣體環境為佳。如此,藉由將外殼內作成為不活性氣體環境,可將玻璃熔融爐全體與大氣隔離,故,能夠抑制玻璃熔融爐、加熱用電極等氧化而昇華之情況產生。因此,即使將熔融玻璃加熱至高溫,也能抑制玻璃熔融裝置的耐用年數降低之情況產生。
又,藉由加熱用電極的通電,將熔融玻璃加熱至1700~2000℃為佳。如此,藉由將熔融玻璃加熱至1700~2000℃,能夠以玻璃的主成分之二氧化矽單體進行熔融,故,可大幅地縮短玻璃原料的熔融時間。
若依據本發明,在高溫熔融之情況,能有效地進行熔融玻璃的澄清化及均質化。
以下,參照圖面,詳細說明關於本發明之玻璃熔融裝置、玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法的理想實施形態。再者,所有圖中,針對相同或相當部分賦予相同符號,並省略重複的說明。
〔第1實施形態〕
圖1係第1實施形態之玻璃纖維製造裝置的示意圖。如圖1所示,第1實施形態之玻璃纖維製造裝置1係具備有:載置於基座2的玻璃熔融裝置10;及配置於基座2的下方之纖維化設備30。
玻璃熔融裝置10係具備有:熔融玻璃原料粉末、玻璃塊等的玻璃原料之玻璃熔融爐11;及覆蓋玻璃熔融爐11之外殼18。玻璃原料粉末為混合有二氧化矽、氧化鋁等的金屬氧化物的粉末之玻璃原料,玻璃塊為將玻璃原料粉末先熔融後再冷卻之玻璃珠狀的玻璃原料、將此玻璃珠狀的玻璃原料予以粉碎之玻璃屑狀的玻璃原料。再者,在欲提高熔融玻璃的均質性之情況,使用玻璃屑狀的玻璃原料為佳。作為玻璃原料未特別限定,但可理想地使用E玻璃、T玻璃、二氧化矽纖維、氮化物玻璃製造用途的玻璃原料。
玻璃熔融爐11係藉由底壁12與立設於底壁12之側壁13,形成為朝上方開口的箱狀。玻璃熔融爐11若為具有底壁12與側壁13之形狀,則上面視角呈圓形、上面視 角呈多角形等,無論何種形狀均可。
底壁12及側壁13係以與熔融玻璃之反應性低且不易受到熔融玻璃所侵蝕之白金族金屬所構成,其中又以熔點2447℃高溫且機械強度優良之銥(Ir)或銥基合金所構成為佳。作為銥基合金,含有50%以上之銥為佳,含有60%以上之銥為更佳。再者,玻璃熔融爐11,亦可在磚等的一般的爐材之表面被覆銥(Ir)及銥基合金等的白金族金屬來構成。
這樣的玻璃熔融爐11係藉由上部區隔板16,將內部區隔成第一區域A與第二區域B。第一區域A為配置在供玻璃原料投入之投入口19的垂直方向下方,用來熔融已被投入至玻璃熔融爐11之玻璃原料的區域。第二區域B為進行熔融玻璃的澄清化,並且在底壁12形成有拉出熔融玻璃的拉出口15之區域。
在玻璃熔融爐11的第一區域A,從上方插入有複數支的加熱用電極14。此加熱用電極14係以鉬、鎢等的可耐高溫之材料(高溫耐熱材料)所構成,連接有用來供給電氣之電源17。再者,加熱用電極14係從對玻璃熔融裝置10之插拔性的觀點來看,圓柱形為佳,但,未特別限定,能夠變形成各種形狀。又,藉由此加熱用電極14對熔融玻璃直接通電,能夠將已投入到玻璃熔融爐11之玻璃原料加熱並熔融。玻璃熔融裝置10加熱時(起動時),由於熔融玻璃未充滿於玻璃熔融爐11內,故,不易使加熱用電極14通電,因此與其他的加熱手段併用, 將投入到玻璃熔融爐11之玻璃原料熔融為佳。又,當玻璃原料被某種程度熔融時,利用加熱用電極14之通電,將熔融玻璃加熱至1700~2000℃用以熔融玻璃原料。藉此,促進了含於玻璃原料之二氧化矽的熔融,使得玻璃原料被迅速地熔融,可謀求熔融玻璃的均質化。再者,此玻璃熔融爐11,由於藉由插入於玻璃熔融爐11內的加熱用電極14進行加熱,故,亦被稱為助熔爐(boosting furnace),主要是使用於將玻璃原料粉末熔融之直接熔融法(DM法)。但,亦可將此玻璃熔融爐11使用於熔融玻璃珠之玻璃原料的玻璃珠熔融法(Marble Melt method;MM法)等。
加熱用電極14係2支以上,則能任意地選擇其數量、配置等。但,有鑑於加熱用電極14所包圍的區域最被加熱,在上面視角,加熱用電極14選定成包圍投入口19為佳。圖2係圖1所示的玻璃熔融爐的上面圖(平面圖)。例如,如圖2(a)所示,在第一區域A中夾持投入口19之位置,可配置2支的加熱用電極14,亦可如圖2(b)所示,在第一區域A中夾持投入口19之位置,配置3支的加熱用電極14。如此,藉由在夾持投入口19的位置配置加熱用電極14,能夠有效率地將自投入口19投入到玻璃熔融爐11之玻璃原料予以加熱熔融。
又,當藉由加熱用電極14,將玻璃原料以二氧化矽的熔融溫度以上的高溫予以加熱時,已投入到玻璃熔融爐11之玻璃原料僅在稍許時間就熔融。但,在加熱溫度低的情 況,短暫的期間中玻璃原料不會熔融而滯留。因此,由於加熱用電極14具有在其前端部電氣容易流動的性質,故,在以未滿二氧化矽的熔融溫度的低溫熔融玻璃原料之情況,將加熱用電極14的前端部配置在所投入的玻璃原料聚集之位置為佳。例如,由於玻璃原料粉末的玻璃原料會聚集在熔融玻璃的液面附近,故,將加熱用電極14的前端部配置在熔融玻璃的液面附近為佳,由於玻璃珠的玻璃原料會沈入到玻璃熔融爐11的爐內底部,故,將加熱用電極14的前端部配置在玻璃熔融爐11的爐內底部為佳。
又,在玻璃熔融爐11的第一區域A,插入有起泡器24。起泡器24係為為了促進玻璃原料的熔融,而對熔融玻璃中噴出不活性氣體之管狀的構件。起泡器24的噴出口係配置在第一區域A的底部附近中投入口19的垂直方向下方附近為佳。自起泡器24所噴出的不活性氣體,不論何種不活性氣體均可,但在防止熔融玻璃的氧化的這一點上,非氧化性氣體為佳,其中又在低成本且可穩定地供給的這一點上,氮氣為最佳。再者,起泡器24從任何的位置插入到玻璃熔融爐11的第一區域A均可,但若作成為將起泡器24自玻璃熔融爐11的第一區域A的上方插入,則能夠將玻璃熔融爐11的構造簡單化。
上部區隔板16係形成為平板狀,使第一區域A的熔融玻璃僅從玻璃熔融爐11的爐內底部通過至第二區域B。
上部區隔板16的兩側端部係抵接於相對向的一對側壁13,將該等側壁13之間予以封鎖。上部區隔板16的上端部係配置在較熔融玻璃的液面更高的位置,用以遮斷熔融玻璃的表層。再者,玻璃熔融爐11的上端部,若可遮斷第一區域A之熔融玻璃的表層,則可配置在任意位置,例如,亦可延伸至玻璃熔融爐11的上面。在上部區隔板16的下端部,形成有從玻璃熔融爐11的爐內底部附近使熔融玻璃通過之通過口16a。因此,在第一區域A被熔融之熔融玻璃,能夠僅通過形成在上部區隔板16的通過口16a,朝第二區域B移動。通過口16a若可供熔融玻璃通過,則不論何種形狀、結構均可。例如,亦可藉由使上部區隔板16的下端部自底壁12分離來形成通過口16a,亦可藉由在上部區隔板16的下端部形成貫通孔來形成通過口16a。再者,通過口16a係至少位於較玻璃熔融爐11的高度(深度)一半更下方的位置為佳。
如此所構成之上部區隔板16的立設方向,可為對水平方向呈垂直的方向,亦可為自對水平方向呈垂直的方向朝投入口19側傾倒的方向。又,上部區隔板16,亦可在途中改變立設方向,例如,亦可使浸漬於熔融玻璃之下部朝向自從水平方向呈垂直的方向朝投入口19側傾倒的方向,將未浸漬於熔融玻璃之上部朝向對水平方向呈垂直的方向。
此上部區隔板16係與玻璃熔融爐11的底壁12及側壁13同樣地,以白金族金屬所構成,其中又以銥(Ir)或 銥基合金所構成為佳。再者,上部區隔板16,亦可在磚等的一般的爐材之表面被覆銥(Ir)及銥基合金等的白金族金屬來構成。
在玻璃熔融爐11的第二區域B,於上部區隔板16與拉出口15之間,配置有平板狀的薄膜形成構件25。薄膜形成構件25係立設於底壁12,遮斷在第一區域A被熔融的熔融玻璃,在與上部區隔板16之間,形成有供熔融玻璃從下方朝上方流動的流路,並且將溢出的熔融玻璃沿著拉出口15側的薄膜形成面25b下降,藉此導出至拉出口15者。
圖3係圖1所示的玻璃熔融爐的斷面斜視圖。如圖1及圖3所示,薄膜形成構件25係形成為板狀。此薄膜形成構件25的兩側端部係抵接於相對向的一對側壁13,將該等側壁13之間予以封鎖。薄膜形成構件25的下端部係抵接於底壁12,將與底壁12之間封鎖。
在薄膜形成構件25的上端部,形成有讓在第一區域A被熔融的熔融玻璃通過之上部通過部25a。上部通過部25a例如,可藉由薄膜形成構件25的上端面形成,亦可藉由形成於薄膜形成構件25之貫通口、缺口等形成。此上部通過部25a係為了將熔融玻璃形成均等厚度的薄膜狀,而在較熔融玻璃的液面稍低之位置,形成為水平面狀。
在薄膜形成構件25的拉出口15側,形成有藉由將通過上部通過部25a的熔融玻璃下降而拉伸形成為薄膜狀之薄膜形成面25b。此薄膜形成面25b係為了將已被薄膜化 的熔融玻璃的厚度均等化,而形成為平面狀。但,若可將熔融玻璃形成為薄膜狀,則亦可將薄膜形成面25b形成為朝垂直方向或水平方向彎曲的曲面狀。
再者,在第1實施形態,以薄膜形成構件係板狀為例進行了說明,但若溢出的熔融玻璃可沿著薄膜形成構件的薄膜形成面不會自薄膜形成構件分離地下降,則無論何種形狀均可。例如,如後述的第2實施形態般,薄膜形成構件亦可為管狀。又,在薄膜形成構件為板狀之情況,亦可為彎曲的曲面狀、階差狀等,在薄膜形成構件為管狀之情況,亦可為研鉢狀、段狀等。
此薄膜形成構件25係與玻璃熔融爐11的底壁12及側壁13同樣地,以白金族金屬所構成,其中又以銥(Ir)或銥基合金所構成為佳。再者,薄膜形成構件25,亦可在磚等的一般的爐材之表面被覆銥(Ir)及銥基合金等的白金族金屬來構成。
如此所構成之薄膜形成構件25的立設方向,可為對水平方向呈垂直的方向,亦可為自對水平方向呈垂直的方向朝投入口19側傾倒的方向。但,為了自上部通過部25a通過的熔融玻璃可一邊在薄膜形成面25b滑落一邊形成為薄膜狀,朝向自對水平方向呈垂直的方向朝投入口19側傾倒的方向為佳。在此情況,薄膜形成構件25的立設角度係對水平方向呈30~85°為佳,35~80°為更佳,40~70°為最佳。又,上部通過部25a的上端面係為了將通過上部通過部25a之熔融玻璃圓滑地導引至薄膜形成面25b,而 形成為將薄膜形成面25b側進行倒角加工之曲面狀為佳。再者,為了增長形成於上部區隔板16與薄膜形成構件25之間的流路的最短距離,用以增長該流路之熔融玻璃的滯留時間,將上部區隔板16與薄膜形成構件25平行地設置在立設方向為佳。
再者,在如此所構成之玻璃熔融爐11的第二區域B,設置用來加熱熔融玻璃之加熱加熱器等的加熱手段為佳。藉此,由於與第一區域A不同地,在第二區域B也能細微地調整熔融玻璃的加熱溫度,故,能夠調整自拉出口15拉出的熔融玻璃的拉出量。
又,在玻璃熔融爐11之第一區域A的底壁12,形成有用來將要熔融的玻璃種類切換時藉由薄膜形成構件25所遮斷的熔融玻璃拉出之排出口29。當切換玻璃種類時,需要從玻璃熔融爐11內將所有的熔融玻璃拉出。此時,越過薄膜形成構件25之熔融玻璃可自拉出口15拉出,但被薄膜形成構件25所遮斷的熔融玻璃,則不將玻璃熔融爐11上下顛倒就無法自玻璃熔融爐11拉出。因此,當切換要熔融的玻璃種類時,藉由打開形成於第一區域A的底壁12之排出口29,能夠拉出被薄膜形成構件25所遮斷的熔融玻璃。
此排出口29可藉由各種方法進行開關。例如,藉由將排出口29進行空冷或水冷讓排出口29內的熔融玻璃硬化,能夠封住排出口29,又藉由將排出口29進行加熱讓排出口29內的硬化的玻璃熔融,能夠打開排出口29。 又,藉由使用蓋構件將排出口29蓋住,能夠封住排出口29,藉由自排出口29解除蓋,就能夠打開排出口29。
如圖1所示,外殼18係載置於基座2,藉由配置於玻璃熔融爐11的垂直方向上方並成為外殼18的頂部之頂壁18a、覆蓋玻璃熔融爐11的周圍之側壁18b、及配置於玻璃熔融爐11的垂直方向下方之底壁18c形成為箱狀。
頂壁18a係用來保持插入至玻璃熔融爐11內之複數個加熱用電極14,藉由替換頂壁18a,可容易變更加熱用電極14的數量及配置。
在此頂壁18a,於玻璃熔融爐11之第一區域A的垂直方向上方,形成有用來將玻璃原料投入至玻璃熔融爐11之投入口19。又,在此投入口19,連結有供給投入至玻璃熔融爐11的玻璃原料之螺旋裝料機20。
在側壁18b,形成有用來對外殼18內導入不活性氣體之不活性氣體導入口21。又,在此不活性氣體導入口21,連結有供給導入至外殼18內的不活性氣體之不活性氣體供給裝置22。再者,從不活性氣體供給裝置22所供給的氣體,不論何種不活性氣體均可,但在防止熔融玻璃的氧化的這一點上,非氧化性氣體為佳,其中又在低成本且可穩定地供給的這一點上,氮氣為最佳。
在底壁18c,於玻璃熔融爐11的拉出口15的垂直方向下方,形成有用來將自拉出口15所拉出的熔融玻璃予以排出之排出口23。又,排出口23在進行熔融玻璃的排出的同時,亦可排出不活性氣體。
如此所構成之外殼18若可覆蓋玻璃熔融爐11全體、確保氣密性,則無論何種形狀、何種材料皆可,但,當考量機械的物性、加工性、價格、耐熱性、氣密性時,金屬製容器為佳。
在外殼18內,插入有將玻璃熔融爐11保溫隔熱之耐火煉瓦、耐熱板等的隔熱材。此隔熱材係最內層配置不會與銥合金化之材料,在其外層適宜組合氧化鋁系耐熱板與耐熱磚來構成的。又,隔熱材係至少配置成最外層的表面溫度成為300℃以下為佳,至少配置成最外層的表面溫度成為100℃以下為更佳。
又,在基座2,形成有用來將自玻璃熔融爐11的拉出口15所拉出的熔融玻璃導入到纖維化設備30之基座孔3。
纖維化設備30為將自玻璃熔融爐11的拉出口15所拉出的熔融玻璃予以纖維化之設備。此纖維化設備30係具備有:導入有自拉出口15所拉出的熔融玻璃之前爐31;自前爐31內的熔融玻璃形成多數條細絲之套筒32;套筒自32拉出細絲並以高速加以捲取之旋轉滾筒33;對自套筒32所拉出的各細絲塗佈集束劑之塗抹器37;以及將各細絲集束之集束滾子34。
前爐31為導入有自拉出口15所拉出的熔融玻璃,並且調節熔融玻璃的溫度而調整成容易將熔融玻璃纖維化之黏度的儲存槽。又,前爐31係配置於基座孔3的垂直方向下方,並形成有用來導入自拉出口15所拉出的熔融玻 璃之上部開口35。再者,前爐31係藉由該上部開口35進行大氣開放。又,前爐31係具備有用來調節熔融玻璃的溫度之加熱手段。此加熱手段係例如,可為吊掛於前爐31的頂面之電氣加熱器36,又,若可替代電氣加熱器36,為氣體噴燈等可調節熔融玻璃的溫度之加熱手段,則不論使用何種加熱手段均可。
套筒32係設在前爐31的底部,並形成有紡絲用多數(例如,100~4000左右)的噴嘴(未圖示)。此套筒32係具備有用來調節熔融玻璃的溫度之加熱手段(未圖示)。此加熱手段為藉由通電進行電阻加熱者。因此,套筒32係以藉由通電可進行發熱的電熱構件來形成,例如由白金、白金合金等所構成。
其次亦參照圖4,說明關於藉由本實施形態之玻璃纖維製造裝置1製造玻璃纖維之方法。圖4係顯示玻璃熔融爐之熔融玻璃的流動之斷面圖。再者,在圖4中,為了說明上的方便,省略了起泡器24。
如圖1、圖3及圖4所示,首先,藉由真空泵浦將外殼18內作成真空狀態或作成減壓狀態將存在於外殼18內之氧氣排出後,將自不活性氣體供給裝置22所供給的不活性氣體從不活性氣體導入口21導入到外殼18內,反覆進行數次該等操作直至外殼18內的氧氣濃度至少成為1%以下,將外殼18內作成為不活性氣體環境。再者,在導入不活性氣體之前,充滿於外殼18內之氣體、導入至外殼18內之不活性氣體等會自排出口23排出。
其次,自螺旋裝料機20供給玻璃原料,將玻璃原料從投入口19投入到玻璃熔融爐11的第一區域A,然後從電源17供給電氣來對加熱用電極14進行通電,將投入到第一區域A之玻璃原料加熱熔融。
再者,纖維化設備30的前爐31及套筒32亦被加熱,預先適宜調整適宜前爐31及套筒32的加熱溫度,藉此因應要製造的玻璃纖維的玻璃組成,成為熔融玻璃容易纖維化之溫度。
然後調整投入到玻璃熔融爐11之玻璃原料,讓玻璃熔融爐11內之熔融玻璃的液位提高至較薄膜形成構件25的上部通過部25a稍高。此時,亦能以設在第二區域B之加熱手段調整熔融玻璃的黏度,調整自拉出口15所拉出的熔融玻璃的拉出量,藉此將玻璃熔融爐11內之熔融玻璃的液位提高至較薄膜形成構件25的上部通過部25a稍高。
於是,在第一區域A被熔融之熔融玻璃,僅自形成於爐內底部之上部區隔板16的通過口16a從第一區域A移動到第二區域B,讓形成於上部區隔板16與薄膜形成構件25之間的流路上升至液面。此時,在第一區域A被熔融的熔融玻璃的表層會被上部區隔板16所遮斷,因此阻止了未熔融物搭上熔融玻璃之表層的快速流動而從第一區域A移動到第二區域B之情況產生。又,在熔融玻璃流動於形成在上部區隔板16與薄膜形成構件25之間的流路期間,進行未熔融物的熔融,並且熔融玻璃所含之氣泡被推 至液面而破裂。因此,形成於上部區隔板16與薄膜形成構件25之間的流路係可作為熔融玻璃的澄清化部來發揮功能。
然後,自薄膜形成構件25溢出而到達液面的熔融玻璃,會通過薄膜形成構件25的上部通過部25a,沿著薄膜形成構件25的薄膜形成面25b一邊形成薄膜狀一邊滑落。此時,當熔融玻璃被薄膜化時,由於氣泡變得無法保持其形狀,故,熔融玻璃所含之氣泡會在沿著薄膜形成面25b滑落之際破裂。因此,薄膜形成構件25的上部通過部25a及薄膜形成面25b係可作為熔融玻璃的澄清化部來發揮功能。又,由於利用熔融玻璃被薄膜形成構件25所薄膜化,能夠提昇熔融玻璃的傳熱效率,故,促進熔融玻璃的加熱,可謀求熔融玻璃的均質化。
如此,在玻璃熔融爐11被高溫熔融、澄清化及均質化之熔融玻璃,從拉出口15朝垂直方向下方拉出。又,從拉出口15所拉出的熔融玻璃通過形成於外殼18的排出口23、形成於基座2的基座孔3及形成於纖維化設備30的前爐31之上部開口35,導入至前爐31內,且,自設在前爐31的底部之套筒32的多數個噴嘴作為玻璃細絲拉出。又,對自套筒32的多數個噴嘴拉出的玻璃細絲,以塗抹器37塗佈集束劑,再一邊以集束滾子34將多數個玻璃細絲集束,一邊以高速旋轉的旋轉滾筒33捲取,藉此製造集束有細長玻璃細絲的玻璃纖維。
如以上所說明,若依據本實施形態,由於藉由在上部 區隔板16與拉出口15之間配置薄膜形成構件25,藉由加熱用電極14的加熱所熔融的熔融玻璃是受到薄膜形成構件25所遮斷,故,將熔融玻璃的液位作成為較上部通過部25a稍高,讓通過了上部通過部25a之熔融玻璃沿著薄膜形成構件25的薄膜形成面25b下降,藉此能夠拉伸熔融玻璃而形成為薄膜狀。藉此,熔融玻璃所含之氣泡變得無法保持其形狀而破裂,因此能夠獲得非常優良之澄清化效果。
又,由於利用熔融玻璃薄膜化,使得對熔融玻璃之傳熱效率變高,故,促進未熔融物的熔融而可謀求熔融玻璃的均質化。
又,藉由使薄膜形成構件25朝投入口19側傾斜,通過上部通過部25a之熔融玻璃不會自薄膜形成構件25分離而可在薄膜形成面25b上滑落,因此能夠將熔融玻璃圓滑地形成為薄膜狀。
又,藉由對插入到玻璃熔融爐11之加熱用電極14進行通電,能夠直接加熱玻璃熔融爐11的熔融玻璃,並且在玻璃熔融爐11的任意位置加熱熔融玻璃。因此,不受玻璃熔融爐11的形狀、大小、材料等所影響,能有效率地加熱熔融玻璃,特別是亦可適用於大型的玻璃熔融爐11。
又,藉由以銥或銥基合金構成玻璃熔融爐11,能夠以二氧化矽的熔點以上的高溫熔融玻璃原料,故,能夠大幅地縮短玻璃原料的熔融時間。又,由於銥即使與熔融玻璃 接觸也不會自熔融玻璃產生二氧化矽,故,熔融玻璃中的矽粒子減低,可使熔融玻璃的品質提昇。
又,藉由以加熱用電極14的加熱將熔融玻璃加熱至1700~2000℃,能夠以玻璃的主成分之二氧化矽單體進行熔融,故,可大幅地縮短玻璃原料的熔融時間。
又,藉由將外殼18內作成為不活性氣體環境,能夠將玻璃熔融爐11全體與大氣隔離,因此可抑制玻璃熔融爐11、加熱用電極14等氧化而昇華之情況產生。因此,即使將熔融玻璃加熱至高溫,也能夠抑制玻璃熔融裝置10耐用年數降低之情況產生。
又,藉由在玻璃熔融爐11內配置上部區隔板16,能夠防止未熔融物搭上熔融玻璃的表層的快速流動而從拉出口被拉出,並且能夠延長玻璃熔融爐11內之熔融玻璃的移動路徑。藉此,由於玻璃熔融爐11內之熔融玻璃的滯留時間變長,故促進脫泡而使熔融玻璃的澄清化效果提高,又,促進了玻璃原料的熔融而可謀求熔融玻璃的均質化。且,由於在上部區隔板16與薄膜形成構件25之間形成讓熔融玻璃朝上方流動之流路,故,能夠將熔融玻璃所含之氣泡朝上方推起而在熔融玻璃的液面破裂。藉此,可更進一步提高熔融玻璃的澄清化效果。
〔第2實施形態〕
其次,說明關於第2實施形態。第2實施形態,其基本上是與第1實施形態相同,僅薄膜形成構件的形狀不 同。因此,在以下的說明中,僅針對與第1實施形態不同的部分進行說明,省略與第1實施形態相同部分的說明。
圖5係第2實施形態之玻璃纖維製造裝置之玻璃熔融爐的平面圖。圖6係圖5所示的玻璃熔融爐的VI-VI線斷面圖。如圖5及圖6所示,第2實施形態之玻璃纖維製造裝置的玻璃熔融爐70係設置薄膜形成構件71,來替代第1實施形態的薄膜形成構件25。
薄膜形成構件71係與第1實施形態的薄膜形成構件25同樣地,遮斷在第一區域A被熔融的熔融玻璃,將溢出的熔融玻璃形成薄膜狀後導出至拉出口15者。此薄膜形成構件71係形成為包圍拉出口15之圓管狀,立設在底壁12並抵接於底壁12。
在薄膜形成構件71的上端部,形成有讓在第一區域A被熔融的熔融玻璃通過之上部通過部71a。上部通過部71a,例如,可藉由薄膜形成構件71的上端面來形成,亦可藉由形成在形成於薄膜形成構件71之貫通口、缺口等來形成。此上部通過部71a係為了將熔融玻璃形成均等厚度的薄膜狀,而在較熔融玻璃的液面稍低之位置,而形成為水平面狀。
在薄膜形成構件71的配置於拉出口15側之內側,形成有藉由讓通過上部通過部71a之熔融玻璃下降延伸,形成為薄膜狀之薄膜形成面71b。此薄膜形成面71b的橫斷面係形成為真圓狀,但若可將熔融玻璃形成為薄膜狀,則亦可形成為楕圓、多角形等各種形狀。
此薄膜形成構件71係與玻璃熔融爐11的底壁12及側壁13同樣地,以白金族金屬所構成,其中又以銥(Ir)或銥基合金所構成為佳。再者,薄膜形成構件71,亦可在磚等的一般的爐材之表面被覆銥(Ir)及銥基合金等的白金族金屬來構成。
如此所構成之薄膜形成構件71從上端至下端,可為相同的水平斷面形狀,亦可為不同的水平斷面形狀。但,在上端至下端為不同的水平斷面形狀之情況,為了使自薄膜形成構件71所溢出的熔融玻璃不會從薄膜形成面71b分離而可沿著薄膜形成面71b滑落,薄膜形成面71b呈從垂直方向上部朝垂直方向下部縮小變窄之形狀為佳。具體而言,薄膜形成面71b呈從垂直方向上部朝垂直方向下部縮小變窄之研鉢狀、漏斗狀、錐狀等為佳。
又,上部通過部71a的上端面,為了將通過了上部通過部71a之熔融玻璃圓滑地導引到薄膜形成面71b,而形成為將薄膜形成面71b側進行倒角加工的曲面狀為佳。
在如此所構成之玻璃熔融爐70,當將玻璃熔融爐11內之熔融玻璃的液位作成為較薄膜形成構件71的上部通過部71a稍高時,在第一區域A被熔融的熔融玻璃僅從形成於爐內底部之上部區隔板16的通過口16a,自第一區域A移動到第二區域B,被薄膜形成構件71所遮斷。
然後,自薄膜形成構件71所溢出的熔融玻璃通過薄膜形成構件71的上部通過部71a,沿著薄膜形成構件71的薄膜形成面71b一邊形成為薄膜狀一邊滑落。此時,當 熔融玻璃被薄膜化時,由於氣泡變得無法保持其形狀,故,熔融玻璃所含之氣泡會在沿著薄膜形成面71b滑落之際破裂。因此,薄膜形成構件71的上部通過部71a及薄膜形成面71b係可作為熔融玻璃的澄清化部來發揮功能。 又,由於藉由熔融玻璃以薄膜形成構件71進行薄膜化,使得熔融玻璃的傳熱效率提昇,故,促進熔融玻璃的加熱,可謀求熔融玻璃的均質化。又,熔融玻璃從拉出口15朝垂直方向下方拉出。
如以上所說明,若依據本實施形態,利用設置包圍拉出口15之管狀的薄膜形成構件71,藉由加熱用電極14的加熱所熔融的熔融玻璃被薄膜形成構件71所遮斷,因此,藉由將熔融玻璃的液位作成為較上部通過部71a稍高,使自薄膜形成構件71所溢出的熔融玻璃沿著薄膜形成面71b下降,能夠拉伸熔融玻璃而形成為薄膜狀。藉此,熔融玻璃所含之氣泡變得無法保持其形狀而破裂,因此能夠獲得非常優良之澄清化效果。
再者,本發明不限於上述各實施形態,可進行各種變更。
例如,薄膜形成構件若為可遮斷熔融玻璃而下降成薄膜狀,則可為各種形狀、構造,亦可為如圖7及圖8所示的形狀。圖7係顯示板狀的薄膜形成構件的其他例之圖,(a)及(b)為玻璃熔融爐的斷面圖、(c)及(d)為玻璃熔融爐的平面圖。圖8係顯示管狀的薄膜形成構件的其他例之圖,(a)為玻璃熔融爐的斷面圖、(b)~(d) 為玻璃熔融爐的平面圖。再者,在圖7及圖8,省略薄膜形成構件以外的構成要件來圖示玻璃熔融爐。
如圖7(a)所示的板狀的薄膜形成構件25A係形成為在水平方向彎曲成圓弧狀之曲面狀。如圖7(b)所示的板狀的薄膜形成構件25B係形成為在水平方向上彎曲成波浪狀之曲面狀。圖7(c)所示的板狀的薄膜形成構件25C係形成為在垂直方向上彎曲成圓弧狀之曲面狀。圖7(d)所示的薄膜形成構件25D係形成為在垂直方向上彎曲成波浪狀(階差狀)的曲面狀。
又,如圖7(a)及(b)所示,藉由使薄膜形成構件在水平方向上彎曲,能夠增加熔融玻璃的流量,因此可增加熔融玻璃的製造量。又,如圖7(c)及(d)所示,藉由使薄膜形成構件在垂直方向上彎曲,可在薄膜形成構件的薄膜形成面上增加熔融玻璃的滯留時間,藉此能夠提昇熔融玻璃的澄清化效果。
圖8(a)所示的管狀的薄膜形成構件71A係形成為矩形環狀,拉出口的內徑與薄膜形成構件的內徑不同。圖8(b)所示的管狀的薄膜形成構件71B係形成為薄膜形成面從垂直方向上部朝垂直方向下部縮小變窄之錐狀。圖8(c)所示的管狀的薄膜形成構件71C係形成為薄膜形成面從垂直方向上部朝垂直方向下部呈曲線性縮小變窄的研鉢狀或漏斗狀。圖8(d)所示的管狀的薄膜形成構件71D係形成為薄膜形成面從垂直方向上部朝垂直方向下部階段性地縮小變窄之兩段研鉢狀。
又,如圖8(a)所示,藉由將薄膜形成構件形成為矩形環狀,能容易製造薄膜形成構件。又,如圖8(a)所示,藉由使拉出口的內徑與薄膜形成構件的內徑不同,使得不需要讓拉出口與薄膜形成構件高精度地一致,故,能夠容易製造玻璃熔融爐。又,如圖8(b)~(d)所示,藉由使薄膜形成構件朝垂直方向下方變窄,使得自薄膜形成構件溢出的熔融玻璃不會自薄膜形成構件分離而可滑落在薄膜形成構件的薄膜形成面,故,能夠將熔融玻璃圓滑地形成為薄膜狀。又,如圖8(b)所示,藉由呈直線性地縮窄薄膜形成構件,能容易製造薄膜形成構件。又,如圖8(c)所示,藉由曲線性地縮窄薄膜形成構件,可在薄膜形成構件的薄膜形成面上增加熔融玻璃的滯留時間,藉此能夠提昇熔融玻璃的澄清化效果。且,如圖8(d)所示,藉由階段性地縮窄薄膜形成構件,可進一步增加熔融玻璃在薄膜形成構件的薄膜形成面上的滯留時間。
又,在上述實施形態,以玻璃熔融爐11被外殼18所覆蓋者為例進行了說明,但,在可容許玻璃熔融爐11、加熱用電極14等氧化的問題,不需要將玻璃熔融爐11、加熱用電極14曝露在不活性氣體環境之情況,並非一定需要以外殼18覆蓋玻璃熔融爐11。
又,在上述實施形態,以將自拉出口15所拉出的熔融玻璃直接導入到前爐31為例進行了說明,但,亦可如圖9所示的玻璃纖維製造裝置60般,將自拉出口15所拉出的熔融玻璃經由熔融玻璃儲存槽61及減壓脫泡爐62等 的中間槽再導入到前爐31。再者,減壓脫泡爐62係為了以外殼64氣密地覆蓋導入有熔融玻璃之爐63,並且藉由減壓泵浦65將此外殼64內減壓,藉此促進導入到爐63之熔融玻璃的脫泡者。
又,在上述實施形態,以將玻璃熔融裝置10適用於玻璃纖維製造裝置1為例進行了說明,但,亦可適用於玻璃屑的製造裝置等各種製品的製造裝置。
又,在上述實施形態,以拉出口15形成於底壁12者為例進行了說明,但,拉出口15若位在較通過薄膜形成構件71的上部通過部25a熔融玻璃的液面水平低的垂直下方位置,則形成在任何位置均可。例如,可形成在底壁12與側壁13之接合部(以底壁12與側壁13所形成的角部分),側壁13的下部(底壁12與側壁13之接合部附近)等。
〔產業上的利用可能性〕
本發明可利用作為熔融玻璃原料之玻璃熔融裝置、使用此玻璃熔融裝置來製造玻璃纖維之玻璃纖維製造裝置及玻璃纖維製造方法。
1‧‧‧玻璃纖維製造裝置
2‧‧‧基座
3‧‧‧基座孔
10‧‧‧玻璃熔融裝置
11‧‧‧玻璃熔融爐
12‧‧‧底壁
13‧‧‧側壁
14‧‧‧加熱用電極
15‧‧‧拉出口
16‧‧‧上部區隔板
16a‧‧‧通過口(下部通過部)
17‧‧‧電源
18‧‧‧外殼
18a‧‧‧頂壁
18b‧‧‧側壁
18c‧‧‧底壁
19‧‧‧投入口
20‧‧‧螺旋裝料機
21‧‧‧不活性氣體導入口
22‧‧‧不活性氣體供給裝置
23‧‧‧排出口
24‧‧‧起泡器
25(25A~25D)‧‧‧薄膜形成構件
25a‧‧‧上部通過部
25b‧‧‧薄膜形成面
29‧‧‧排出口
30‧‧‧纖維化設備
31‧‧‧前爐
32‧‧‧套筒(纖維化裝置)
33‧‧‧旋轉滾筒(纖維化裝置)
34‧‧‧集束滾子(纖維化裝置)
35‧‧‧上部開口
36‧‧‧電氣加熱器
37‧‧‧塗抹器(纖維化裝置)
60‧‧‧玻璃纖維製造裝置
61‧‧‧熔融玻璃儲存槽
62‧‧‧減壓脫泡爐
63‧‧‧爐
64‧‧‧外殼
65‧‧‧減壓泵浦
70‧‧‧玻璃熔融爐
71(71A~71D)‧‧‧薄膜形成構件
71a‧‧‧上部通過部
71b‧‧‧薄膜形成面
A‧‧‧第一區域
B‧‧‧第二區域
圖1係第1實施形態之玻璃纖維製造裝置的示意圖。
圖2係圖1所示的玻璃熔融爐的平面圖。
圖3係圖1所示的玻璃熔融爐的斷面斜視圖。
圖4係顯示玻璃熔融爐之熔融玻璃的流動之斷面圖。
圖5係第2實施形態之玻璃纖維製造裝置之玻璃熔融爐的平面圖。
圖6係圖5所示的玻璃熔融爐的VI-VI線斷面圖。
圖7係顯示板狀的薄膜形成構件的其他例之圖。
圖8係顯示管狀的薄膜形成構件的其他例之圖。
圖9係安裝有減壓脫泡爐之玻璃纖維製造裝置的示意圖。
1‧‧‧玻璃纖維製造裝置
2‧‧‧基座
3‧‧‧基座孔
10‧‧‧玻璃熔融裝置
11‧‧‧玻璃熔融爐
12‧‧‧底壁
13‧‧‧側壁
14‧‧‧加熱用電極
15‧‧‧拉出口
16‧‧‧上部區隔板
16a‧‧‧通過口(下部通過部)
17‧‧‧電源
18‧‧‧外殼
18a‧‧‧頂壁
18b‧‧‧側壁
18c‧‧‧底壁
19‧‧‧投入口
20‧‧‧螺旋裝料機
21‧‧‧不活性氣體導入口
22‧‧‧不活性氣體供給裝置
23‧‧‧排出口
24‧‧‧起泡器
25‧‧‧薄膜形成構件
25a‧‧‧上部通過部
25b‧‧‧薄膜形成面
29‧‧‧排出口
30‧‧‧纖維化設備
31‧‧‧前爐
32‧‧‧套筒(纖維化裝置)
33‧‧‧旋轉滾筒(纖維化裝置)
34‧‧‧集束滾子(纖維化裝置)
35‧‧‧上部開口
36‧‧‧電氣加熱器
37‧‧‧塗抹器(纖維化裝置)
A‧‧‧第一區域
B‧‧‧第二區域

Claims (12)

  1. 一種玻璃熔融裝置,其特徵為具有:玻璃熔融爐,其具備底壁和側壁,並形成有拉出熔融玻璃之拉出口;投入口,其配置於前述玻璃熔融爐的上方,供玻璃原料投入;加熱用電極,其插入於前述玻璃熔融爐內,藉由通電將被投入到前述玻璃熔融爐之玻璃原料予以加熱;及薄膜形成構件,其立設於前述投入口與前述拉出口之間的前述底壁,並形成有薄膜形成面,其藉由遮斷被前述加熱用電極的加熱所熔融的熔融玻璃,讓溢出的熔融玻璃下降並拉伸而形成為薄膜狀。
  2. 如申請專利範圍第1項之玻璃熔融裝置,其中,前述薄膜形成構件係形成為板狀,配置於前述投入口的垂直方向下方與前述拉出口之間,下端部抵接於前述底壁,並且側端部抵接於前述側壁,而在上端部具備有供熔融玻璃通過之上部通過部。
  3. 如申請專利範圍第2項之玻璃熔融裝置,其中,前述薄膜形成構件係朝前述投入口側傾斜。
  4. 如申請專利範圍第1項之玻璃熔融裝置,其中,前述薄膜形成構件係下端部抵接於前述底壁,形成為包圍前述拉出口的管狀。
  5. 如申請專利範圍第4項之玻璃熔融裝置,其中,前述薄膜形成構件係呈前述薄膜形成面從垂直方向上 部朝垂直方向下部縮小變窄的形狀。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之玻璃熔融裝置,其中,前述玻璃熔融爐係由銥或銥基合金所構成。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之玻璃熔融裝置,其中,該玻璃熔融裝置還具有:覆蓋前述玻璃熔融爐之外殼;及對前述外殼內供給不活性氣體之不活性氣體供給手段。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之玻璃熔融裝置,其中,該玻璃熔融裝置還具有上部區隔板,該上部區隔板係配置於前述投入口的垂直方向下方與前述薄膜形成構件之間,並具備有從前述玻璃熔融爐的爐內底部使熔融玻璃通過之下部通過部。
  9. 一種玻璃纖維製造裝置,其特徵為具有:如申請專利範圍第1至8項中任一項之玻璃熔融裝置;儲存槽,其配置於前述玻璃熔融爐的下方,供自前述拉出口拉出的熔融玻璃導入;及纖維化裝置,其將導入至前述儲存槽之熔融玻璃予以纖維化後進行紡絲。
  10. 一種玻璃纖維製造方法,係使用如申請專利範圍 第9項之玻璃纖維製造裝置的玻璃纖維製造方法,其特徵為:將玻璃原料自前述投入口投入到前述玻璃熔融爐內,對前述加熱用電極進行通電,將已被投入到前述玻璃熔融爐內之玻璃原料予以熔融,藉由前述薄膜形成構件將熔融玻璃形成薄膜狀後,自前述拉出口拉出熔融玻璃再予以導入到前述儲存槽,藉由前述纖維化裝置將導入到前述儲存槽之熔融玻璃予以纖維化,製造玻璃纖維。
  11. 如申請專利範圍第10項之玻璃纖維製造方法,其中,前述玻璃熔融裝置係具有覆蓋前述玻璃熔融爐之外殼,將前述外殼內作成為不活性氣體環境。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之玻璃纖維製造方法,其中,藉由前述加熱用電極的通電,將熔融玻璃加熱至1700~2000℃。
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