TWI719165B - 異形截面玻璃纖維製造裝置及其製造方法 - Google Patents

異形截面玻璃纖維製造裝置及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明的異形截面玻璃纖維製造用噴嘴(5)是在熔融玻璃(G)流出的前端部，具備：一對長壁部(51)，在X方向相對：一對短壁部(52)，在與X方向正交的Y方向相對，且X方向尺寸比長壁部(51)的Y方向尺寸短；扁平狀的噴嘴孔(53)，以長壁部(51)及短壁部(52)區隔所形成。在分別的長壁部(51)設有隨著朝向前端側Y方向的開口寬(W)逐漸擴大的缺口部(54)。

Description

異形截面玻璃纖維製造裝置及其製造方法
本發明是關於異形截面玻璃纖維之製造技術的改良。
具有截面如長圓形或橢圓形之扁平形狀等的非圓形截面的異形截面玻璃纖維，由於與樹脂混合而複合化的場合可實現高強化效果，被利用在種種的領域。
該種的異形截面玻璃纖維一般是將熔融玻璃一邊從噴嘴拉出並冷卻製造而成。此時，從製造噴嘴前端部的噴嘴孔的形狀之玻璃纖維的截面形狀的基礎成形，進行異形截面玻璃纖維的製造的場合，在噴嘴前端部多是將噴嘴孔形成扁平狀。
但是，使用具有扁平狀的噴嘴孔的噴嘴，假如從噴嘴拉出的熔融玻璃的黏度過低時，在噴嘴前端部的正下方由於表面張力容易形成圓形之熔融玻璃的截面，不能製造預定的異形截面玻璃纖維。
在此，例如專利文獻1的第18圖~第20圖揭示的噴嘴是在熔融玻璃流出的噴嘴前端部中，在扁平狀的噴嘴孔的短徑方向相對之分別的一對長壁部設置凹狀的缺 口部，藉此凹狀的缺口部冷卻並調整熔融玻璃的黏度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特許第3369674號公報
但是，專利文獻1的第18圖~第20圖揭示的缺口部是基端側(熔融玻璃的流入側)的開口寬與前端側(熔融玻璃的流出側)的開口寬實質上為相同的矩形。因此，設置缺口部之噴嘴前端部的強度必然會變弱。尤其是為了設置大的矩形缺口部的開口面積，在長壁部的大致全區域設置矩形缺口部的場合，除缺口部之噴嘴前端部的殘餘部，實質上僅成為在噴嘴孔的長徑側相對的一對短壁部，因此噴嘴前端部的強度降低進一步變得顯著。
但是，由於在噴嘴的內部除高溫的熔融玻璃流通並使得周邊溫度增高，如上述噴嘴前端部的強度低時，會有短壁部朝外側變寬等產生熱變形之虞。此時，伴隨噴嘴前端部之噴嘴孔的形狀變形，使得成形的玻璃纖維形狀之不均一性變大，穩定地成形變得困難。
鑒於以上的情況，本發明是以一邊抑制噴嘴的熱變形並適當調整成形時之熔融玻璃的黏度，進行異形 截面玻璃纖維之穩定成形為課題。
用於解決上述課題所研創之本發明的異形截面玻璃纖維製造用噴嘴，該異形截面玻璃纖維製造用噴嘴是在熔融玻璃流出的前端部具備：扁平狀的噴嘴孔；在噴嘴孔的短徑方向相對的一對第1壁部；及在噴嘴孔的長徑方向相對的一對第2壁部，其特徵為：一對第1壁部是分別具有隨著朝向前端側使長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的缺口部。
根據如以上的構成，由於缺口部的開口寬隨著朝前端側而逐漸擴大，由此在噴嘴前端部中，除缺口部之第1壁部的殘餘部的基端側面積是形成較其前端側面積大。其結果，充分確保基端側之第1壁部的強度，使得設置缺口部的噴嘴前端部不易熱變形。並且，如上述在確保噴嘴強度的狀態下，前端側的缺口部的開口寬變大，因此也可充分確保缺口部的開口面積。為此，可通過兩側的缺口部將熔融玻璃充分地冷卻。其結果，噴嘴前端部的熔融玻璃的黏度變高，從噴嘴拉出的熔融玻璃的截面不易因表面張力而變圓。因此，藉具備上述構成的噴嘴製造異形截面玻璃纖維時，可穩定進行具有扁平形狀等之非圓形截面的異形截面玻璃纖維。尤其是在一對第1壁部分別具有缺口部，因此可獲得不均一性少的異形截面玻璃纖維。
上述的構成中，缺口部是以在第1壁部之 中，僅形成於上述長徑方向的中央部為佳。如此一來，在第1壁部的長徑方向的兩端部未形成有缺口部。因此，第1壁部的前端側的強度也變得容易確保，可更確實防止噴嘴的熱變形。
上述的構成中，缺口部是以從三角形、梯形及弦與弧構成的弓形之中所選擇的一個形狀為佳。尤其是梯形或半圓形的弓形在缺口部不形成銳角部而較為理想。
用於解決上述課題所研創之本發明的異形截面玻璃纖維製造裝置，其特徵為：具備襯套，該襯套在底部設有複數個適當具備上述構成的噴嘴。根據如以上的構成，可享受和已說明對應之構成相同的效果。
上述的構成中，配置冷卻手段以在噴嘴的缺口相對為佳。根據如以上的構成，通過缺口部可更有效地冷卻熔融玻璃。
上述的構成中，也可平行配置複數列的噴嘴列，該噴嘴列是將長徑方向朝著同一方向的複數個噴嘴配置在朝長徑方向延伸的同一直線上所構成，並且冷卻手段是與噴嘴列平行配置在鄰接的噴嘴列之間。根據如以上的構成，可一邊減少冷卻手段的數量，並可將噴嘴緊密配置於襯套，可有效製造異形截面玻璃纖維。
用於解決上述課題所研創之本發明的異形截面玻璃纖維製造方法，係使用噴嘴製造異形截面玻璃纖維，該噴嘴具備：扁平狀的噴嘴孔；在噴嘴孔的短徑方向相對的一對第1壁部；及在噴嘴孔的長徑方向相對的一對 第2壁部，其特徵為：噴嘴在一對第1壁部具有分別隨著朝向前端側使長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的缺口部。根據如以上的構成，可享受和已說明對應之構成相同的效果。
上述的構成中，熔融玻璃也可以是E玻璃。根據如以上的構成，E玻璃為不易透明消失的玻璃，具有異形截面玻璃纖維之生產性提升的優點。
上述的構成中，在成形溫度中，熔融玻璃以具有102.0~103.5dPa‧s的黏度為佳。亦即，只要在103.5dPa‧s以下，熔融玻璃的黏度不易變得過高，因此可維持良好之玻璃纖維的成形性。並且，只要在102.0dPa‧s以上，熔融玻璃的黏度不易變得過低，因此熔融玻璃因表面張力回到圓形截面的力減弱，可提高玻璃纖維的扁平比(長徑尺寸/短徑尺寸)。
根據以上的本發明，可一邊抑制噴嘴的熱變形並適當調整成形時之熔融玻璃的黏度，進行異形截面玻璃纖維的穩定成形。
1‧‧‧玻璃熔融爐
2‧‧‧前爐
3‧‧‧供料槽
4‧‧‧襯套
5‧‧‧噴嘴
51‧‧‧長壁部
52‧‧‧短壁部
53‧‧‧噴嘴孔
54‧‧‧缺口部
6‧‧‧冷卻管
7‧‧‧梭心
G‧‧‧熔融玻璃
Gm‧‧‧玻璃纖維
Gs‧‧‧絲束
Gr‧‧‧纖維束
W‧‧‧缺口部的開口寬
F‧‧‧冷卻水
第1圖是表示本發明一實施形態之異形截面玻璃纖維製造裝置的截面圖。
第2圖是將第1圖的噴嘴周邊放大表示的截面圖。
第3圖是將第1圖的噴嘴周邊放大表示的底視圖。
第4A圖是表示本發明第1實施形態之噴嘴的側視圖。
第4B圖為第4A圖的A1-A1截面圖。
第4C圖為第4A圖的B1-B1截面圖。
第4D圖為第4A圖的C1-C1截面圖。
第5A圖是表示本發明第2實施形態之異形截面玻璃纖維製造用噴嘴的側視圖。
第5B圖為第5A圖的A2-A2截面圖。
第5C圖為第5A圖的B2-B2截面圖。
第5D圖為第5A圖的C2-C2截面圖。
第6A圖是表示本發明第3實施形態之噴嘴的側視圖。
第6B圖為第6A圖的A3-A3截面圖。
第6C圖為第6A圖的B3-B3截面圖。
第6D圖為第6A圖的C3-C3截面圖。
第7A圖是表示本發明第4實施形態之噴嘴的側視圖。
第7B圖為第7A圖的A4-A4截面圖。
第7C圖為第7A圖的B4-B4截面圖。
第7D圖為第7A圖的C4-C4截面圖。
第8A圖是表示本發明第5實施形態之噴嘴的側視圖。
第8B圖為第8A圖的A5-A5截面圖。
第8C圖為第8A圖的B5-B5截面圖。
第8D圖為第8A圖的C5-C5截面圖。
第9A圖是表示本發明第6實施形態之噴嘴的側視圖。
第9B圖為第9A圖的A6-A6截面圖。
第9C圖為第9A圖的B6-B6截面圖。
第9D圖為第9A圖的C6-C6截面圖。
第10A圖是表示本發明第7實施形態之噴嘴的側視圖。
第10B圖為第10A圖的A7-A7截面圖。
第10C圖為第10A圖的B7-B7截面圖。
第10D圖為第10A圖的C7-C7截面圖。
第11A圖是表示本發明第8實施形態之噴嘴的側視圖。
第11B圖為第11A圖的A8-A8截面圖。
第11C圖為第11A圖的B8-B8截面圖。
第11D圖為第11A圖的C8-C8截面圖。
第12A圖是表示本發明第9實施形態之噴嘴的側視圖。
第12B圖為第12A圖的A9-A9截面圖。
第12C圖為第12A圖的B9-B9截面圖。
第12D圖為第12A圖的C9-C9截面圖。
第13A圖是表示本發明第10實施形態之異形截面玻 璃纖維製造用噴嘴的側視圖。
第13B圖為第13A圖的A10-A10截面圖。
第13C圖為第13A圖的B10-B10截面圖。
第13D圖為第13A圖的C10-C10截面圖。
第14A圖是表示本發明第11實施形態之異形截面玻璃纖維製造用噴嘴的側視圖。
第14B圖為第14A圖的A11-A11截面圖。
第14C圖為第14A圖的B11-B11截面圖。
第14D圖為第14A圖的C11-C11截面圖。
第15A圖是表示本發明第12實施形態之異形截面玻璃纖維製造用噴嘴的側視圖。
第15B圖為第15A圖的A12-A12截面圖。
第15C圖為第15A圖的B12-B12截面圖。
第15D圖為第15A圖的C12-C12截面圖。
第16A圖是模式表示異形截面玻璃纖維之一例的截面圖。
第16B圖是模式表示異形截面玻璃纖維之一例的截面圖。
第17A圖是表示比較例1之噴嘴的側視圖。
第17B圖為第17A圖的A13-A13截面圖。
第17C圖為第17A圖的B13-B13截面圖。
第17D圖為第17A圖的C13-C13截面圖。
第18A圖是表示比較例2之噴嘴的側視圖。
第18B圖為第18A圖的A14-A14截面圖。
以下，針對本發明的實施形態，根據添附圖示說明。
(異形截面玻璃纖維的製造裝置及製造方法之一實施形態)
如第1圖表示，本實施形態的異形截面玻璃纖維製造裝置具備：玻璃熔融爐1；連接於玻璃熔融爐1的前爐2；及連接於前爐2的供料槽3。在此，第1圖表示之XYZ構成的正交座標系中，X方向及Y方向為水平方向，Z方向為垂直方向(以下，相同)。
熔融玻璃G是從玻璃熔融爐1通過前爐2供應至供料槽3，並儲存於供料槽3內。第1圖雖圖示1個供料槽3，但玻璃熔融爐1也可連接複數供料槽3。
該實施形態中，熔融玻璃G雖是由E玻璃所構成，但也可以是D玻璃、S玻璃、AR玻璃、C玻璃等其他的玻璃材質。
供料槽3的底部是以襯套4所構成。襯套4是透過襯套塊等安裝於供料槽3。在襯套4的底部設有複數噴嘴5。在各噴嘴5的附近設有作為冷卻手段的冷卻管6。
將從設置在襯套4的複數噴嘴5儲存在供料槽3內的熔融玻璃G向下方拉出，製造玻璃纖維(單絲) Gm。此時，成形溫度之熔融玻璃G的黏度是設定在102.0~103.5dPa‧s(較佳為102.5~103.3dPa‧s)的範圍內。並且，設成形溫度之熔融玻璃Gm的黏度為流入噴嘴5之位置的熔融玻璃G的黏度。在玻璃纖維G的表面藉未圖示的敷料機塗敷捕收劑，並將100~10000條紡絲成1條絲束Gs。紡絲後的絲束Gs是作為纖維束Gr捲繞於捲繞裝置的梭心7。將絲束Gs，例如裁斷成1~20mm左右的預定長度，作為切短玻璃絲束利用。
玻璃熔融爐1、前爐2、供料槽3、襯套4、噴嘴5及冷卻管6是至少一部份由白金或白金合金(例如，白金銠合金)所形成。
為調整熔融玻璃G的黏度，也可從前爐2、供料槽3及襯套4中選擇其中之一或複數元件以通電加熱等加熱。
如第2圖及第3圖表示，噴嘴5是在前端部(下側部份)中，具備：在X方向相對的一對長壁部(第1壁部)51；在Y方向相對的一對短壁部(第2壁部)52；及以長壁部51與短壁部52區隔所形成的扁平狀的噴嘴孔53。在各個長壁部51設有缺口部54，噴嘴孔53的一部份通過缺口部54與噴嘴5的外部空間連通。該實施形態中，噴嘴孔53的長徑方向是與Y方向一致，噴嘴孔53的短徑方向是與X方向一致。並且，該實施形態中，短壁部52的X方向尺寸是比長壁部51的Y方向尺寸短。當然，對於壁部51、52的該等尺寸關係尤其不加以 限定。
冷卻管6是以流體的冷卻水F循環於其內部實現冷卻作用。冷卻管6為板狀體，配置使其板面沿著上下方向。並且，冷卻管6在此實施形態中，雖一體設置在襯套4的底部，但也可設置與襯套4的底部分離。又，冷卻管6也可以是圓管狀體。冷卻筒6的高度位置是可根據熔融玻璃G的冷卻條件來適當調整。例如，冷卻管6也可配置在比噴嘴5前端的更上方以不直接面對從噴嘴5拉出的熔融玻璃G，也可跨噴嘴5及從噴嘴5拉出的熔融玻璃G的雙方配置。冷卻手段不限於冷卻管6，只要是可誘導空氣流實現冷卻作用的冷卻翼等即可。冷卻手段並非必備的構成也可省略。
該實施形態是如第3圖表示，在襯套4的底部中，複數噴嘴列L是在X方向隔著間隔呈平行地配置。各噴嘴列L是以將噴嘴孔53的長徑方向朝Y方向的複數噴嘴5配置在朝著Y方向延伸的同一直線上所構成。冷卻管6是在與X方向鄰接的噴嘴列L之間，與噴嘴列L平行地配置。藉此，冷卻管6與噴嘴5的缺口部54相對，通過缺口部54將流通於噴嘴5內的熔融玻璃G冷卻。具體而言，在噴嘴5的前端部中，熔融玻璃G被以冷卻管6從1000℃以上的溫度急劇地冷卻。並且冷卻管6也具有冷卻襯套4或噴嘴5，抑制該等的熱劣化提升持久性的功能。
(噴嘴的第1實施形態)
如第4A圖~第4D圖表示，設置於噴嘴5之各個長壁部51的缺口部54是隨著朝向前端側使Y方向的開口寬W逐漸擴大。該實施形態中，設置在各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的三角形，並且長壁部51之中僅形成在除了Y方向的兩端部的中央部。詳細而言，缺口部54在長壁部51的中心線M1上具有頂點T1，並相對於中心線M1為對稱的兩等邊三角形(包括正三角形)。頂角θ1是例如40~150°(較佳為60~120°)。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形(或橢圓)，在Z方向為一定的形狀。如第4D圖表示，在噴嘴5的前端部中，噴嘴孔53是相對於Y方向(長徑尺寸)a之X方向尺寸(短徑方向)b的比例(a/b)為1.5~20(較佳為3~10)的範圍。
根據如以上的構成，可一邊抑制起因於噴嘴5之缺口部54的形狀變形，並也可充分確保缺口部54的開口面積。因此，具備有扁平形狀等的非圓形截面的異形截面的玻璃纖維Gm可穩定地成形。換言之，所製造的玻璃纖維Gm之截面形狀的不均一性變小。
噴嘴5在前端部具有藉長壁部51與短壁部52所區隔形成的扁平狀的噴嘴孔53時，基端部(上側部份)的形狀可以和前端部的形狀相同，或者不同。
噴嘴5的缺口部54的形狀可進行種種變形。以下，說明其變形例。
(噴嘴的第2實施形態)
如第5A圖~第5D圖表示，設置在各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的三角形，並且，長壁部51的基端側也可以形成於Y方向的一部份區域，且長壁部51的前端側形成於Y方向的全區域。詳細而言，該實施形態中，缺口部54在長壁部51的中心線M2上具有頂點T2，並相對於中心線M2為對稱的兩等邊三角形。頂角θ2是例如90~165°(較佳為100~150°)。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形，在Z方向為一定的形狀。
(噴嘴的第3實施形態)
如第6A圖~第6D圖表示，設置於各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的弓形，並且，也可以在長壁部51之中僅形成於除了Y方向的兩端部的中央部。詳細而言，該實施形態中，缺口部54在長壁部51的中心線M3上具有頂點T3，並相對於中心線M3為對稱的半圓形(弦的長度成為直徑的弓形)。曲率半徑R3是例如小於0.5~5mm(較佳為2~4mm)。並且，缺口部54也可以是弦的長度小於圓的直徑的弓形，也可以是非圓弧的凹狀的曲線。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形，在Z方向為一定的形狀。
(噴嘴的第4實施形態)
如第7A圖~第7D圖表示，設置於各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的弓形，並且，長壁部51的基端側也可以形成於Y方向的一部份區域，且長壁部51的前端側形成於Y方向的全區域。詳細而言，該實施形態中，缺口部54在長壁部51的中心線M4上具有頂點T4，並相對於中心線M4對稱且弦的長度小於圓的直徑的弓形。曲率半徑R4是例如5~20mm(較佳為5~10mm)。並且，缺口部54也可以是半圓形，也可以是非圓弧的凹狀的曲線。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形，在Z方向為一定的形狀。
(噴嘴的第5實施形態)
如第8A圖~第8D圖表示，設置在各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的梯形，並且，也可以在長壁部51之中僅形成於除了Y方向的兩端部的中央部。詳細而言，該實施形態中，缺口部54在長壁部51的中心線M5上具有上底的中心點T5，並相對於中心線M5為對稱的等腳梯形(上底比下底短)。內角θ5(上底的兩側的內角)是例如大於90°~160°(較佳為110°~150°)。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形，在Z方向為一定的形狀。
(噴嘴的第6實施形態)
如第9A圖~第9D圖表示，設置於各個長壁部51、51的缺口部54、54為相同尺寸的梯形，並且，長壁部51的基端側也可以形成於Y方向的一部份區域，且長壁部51的前端側形成於Y方向的全區域。詳細而言，該實施形態中，缺口部54在長壁部51的中心線M6上具有上底的中心點T6，並相對於中心線M6對稱的等腳梯形。內角θ6(上底的兩側的內角)是例如大於90°~160°(較佳為110°~150°)。又，該實施形態中，噴嘴孔53為扁平的長圓形，在Z方向為一定的形狀。
並且，噴嘴孔53的形狀為可進行種種變形。以下說明成為其變形例的實施形態。再者，缺口部54的形狀是採第4A圖表示的三角形為例說明，但不僅限於此，也可具有如上述變形例之缺口部54的形狀。
(噴嘴的第7實施形態)
如第10A圖~第10D圖表示，噴嘴5的基端部中，噴嘴孔53，也可以具有Y方向細長的縫隙部53a，及設置在縫隙部53a的兩端部，X方向的尺寸比縫隙部53a大的擴大部53b。具體而言，該實施形態中，噴嘴孔53為擴大部53b形成圓形的啞鈴形狀。如第10D圖表示，也可在形成有缺口部54的噴嘴5的前端部，使噴嘴孔53的形狀變化以使得Y方向的流路面積實質上成為相同(圖示例為長圓形)。此時，第10B圖及第10C圖表示的基端部的噴嘴孔53的流路是全部包含於第10D圖表示之前端部的噴 嘴孔53的流路內。並且，噴嘴5的前端部中，也可設噴嘴孔53為相同形狀的啞鈴形狀。
(噴嘴的第8實施形態)
如第11A圖~第11D圖表示，噴嘴5的基端部中，噴嘴孔53，也可具有流路面積從Y方向的中心朝兩端部逐漸擴大的面積變化部53c。具體而言，該實施形態中，噴嘴孔53是抵接兩個二等邊三角形的各個頂點，且頂角的二等分線配置在相同直線上(Y方向)的形狀。如第11D圖表示，也可在形成有缺口部54的噴嘴5的前端部，使噴嘴孔53的形狀變化以使得Y方向的流路面積實質上成為相同(圖示例為矩形)。此時，第11B圖及第11C圖表示的基端部的噴嘴孔53的流路是全部包含於第11D圖表示之前端部的噴嘴孔53的流路內。
(噴嘴的第9實施形態)
如第12A圖~第12D圖表示，噴嘴孔53也可以在Z方向成為一定形狀的矩形。
(噴嘴的第10實施形態)
如第13A圖~第13D圖表示，噴嘴5的基端部中，噴嘴孔53，也可分割成複數噴嘴孔53d。詳細而言，噴嘴孔53d為圓形，在Y方向的兩端部與中心部隔著間隔設置。如第13D圖表示，也可在形成有缺口部54的噴嘴5的前 端部，使噴嘴孔53的形狀變化以使得分割後的複數噴嘴孔53d合流成一個(圖示例為長圓形)。此時，第13B圖及第13C圖表示的基端部的噴嘴孔53的流路是全部包含於第13D圖表示之前端部的噴嘴孔53的流路內。
(噴嘴的第11實施形態)
如第14A圖~第14D圖表示，噴嘴5的基端部中，噴嘴孔53，也可在Y方向交替具有流路面積大的大面積部53e，及流路面積小的小面積部53f。詳細而言，該實施形態是將圓形的大面積部53e設置在Y方向的兩端部與中心部，在相鄰的大面積部53e之間，設有圓形的小面積部53f以銜接兩側的大面積部53e。如第14D圖表示，也可在形成有缺口部54的噴嘴5的前端部，使噴嘴孔53的形狀變化以使得Y方向的流路面積實質上成為相同(圖示例為長圓形)。此時，第14B圖及第14C圖表示的基端部的噴嘴孔53的流路是全部包含於第14D圖表示之前端部的噴嘴孔53的流路內。
(噴嘴的第12實施形態)
如第15A圖~第15D圖表示，噴嘴5的基端部中，噴嘴孔53，也可具有流路面積從Y方向的中心朝兩端部逐漸縮小的面積變化部53g。具體而言，該實施形態中，噴嘴孔53的形狀為菱形。此時，如第15D圖表示，也可在形成有缺口部54的噴嘴5的前端部，使噴嘴孔53的形狀 變化以使得Y方向的流路面積實質上成為相同(圖示例為長圓形)。此時，第15B圖及第15C圖表示的基端部的噴嘴孔53的流路是全部包含於第15D圖表示之前端部的噴嘴孔53的流路內。
從如以上的製造裝置的噴嘴5拉出熔融玻璃G製造的玻璃纖維Gm是如第16A圖及第16B圖表示，具有截面(與拉出方向垂直的橫截面)成為扁平形狀的異形截面。該實施形態中，設玻璃纖維Gm的截面的長徑為A，設短徑為B的場合，截面形狀的扁平比(A/B)為1.5~20(較佳為3~10)的範圍內。並且，只要是由以上的玻璃纖維Gm所構成的絲束Gs，例如裁斷成3mm長形成切短玻璃絲束時，為獲得電子控制設備的框體等尺寸晶度之要求嚴格的零組件而具有適當的性質以作為必備複合材的強化材。藉此，獲得射出成形後之框體扭曲的降低，或提高強度的效果。
並且，本實施形態中，以百分比表示以扁平比的平均值除以玻璃纖維Gm的扁平比的不均值α時，在15%以下。亦即，可獲得不均一性少的玻璃纖維Gm。並且，以百分比表示以扁平比的平均值除以玻璃纖維Gm的扁平比的不均值α是以10%以下為佳。
在此，玻璃纖維Gm的扁平比是如以下進行測量。首先，為觀察玻璃纖維Gm的截面，在Kulzer公司製的常溫硬化樹脂Technovit垂直埋設玻璃纖維Gm，樹脂硬化後進行研磨。接著，以偏光顯微鏡觀察玻璃纖維 Gm的截面形狀，並測量使用三谷商事股份有限公司製影像處理軟體WinROOF觀察後的玻璃纖維Gm的長徑及短徑之分別的長度，算出扁平比(長徑/短徑)。並且，扁平比的不均值α是從觀察50條的玻璃纖維Gm的截面獲得的扁平比算出的標準偏差。
並且，本發明不限於上述的實施形態，在種種的形態中可加以實施。
實施例 (實施例1)
使用長壁部51成平行地在直線上排列100個如第8A圖~第8D圖表示之噴嘴5的襯套，以熔融玻璃的黏度成為103.0dPa‧s的溫度進行紡絲。觀察所獲得玻璃纖維的截面形狀，扁平比(長徑/短徑)的平均為4.8，該等不均值σ為0.14。其結果，以扁平比的平均值除σ後的值(百分比)為2.9%。並且，持續一星期生產後仍不見有噴嘴的變形。
(實施例2)
使用長壁部51成平行地在直線上排列100個如第15A圖~第15D圖表示之噴嘴5的襯套，以熔融玻璃的黏度成為103.0dPa‧s的成形溫度進行紡絲。觀察所獲得玻璃纖維截面形狀，扁平比的平均為2.8，該等不均值σ為 0.24。其結果，以扁平比的平均值除σ後的值(百分比)為8.5%。並且，持續一星期生產後仍不見有噴嘴的變形。
(實施例3)
使用長壁部51呈平行地在直線上排列100個如第8A圖~第8D圖表示之噴嘴5的襯套及與噴嘴5的長壁部51平行配置的冷卻翼，以熔融玻璃的黏度成為103.0dPa‧s的成形溫度進行紡絲。觀察所獲得玻璃纖維的截面形狀，扁平比的平均為5.0，該等不均值σ為0.10。其結果，以扁平比的平均值除σ後的值(百分比)為2%。並且，持續一星期生產後仍不見有噴嘴的變形。
(比較例1)
使用長壁部102呈平行地在直線上設置100個如第17A圖~第17D圖表示之噴嘴101的襯套，以熔融玻璃的黏度成為103.0dPa‧s的成形溫度進行紡絲。噴嘴101具備長壁部102與短壁部103，在長壁部102具有矩形的缺口部105。噴嘴孔104為長圓形，上下方向為一定的形狀。觀察所獲得玻璃纖維的截面形狀，扁平比的平均為2.2，該等不均值σ為0.27。其結果，以扁平比的平均值除σ後的值(百分比)為12.2%。並且，持續一星期生產後確認有噴嘴的變形。
(比較例2)
使用長壁部202呈平行地在直線上設置100個如第18A圖~第18D圖表示之噴嘴201的襯套，以熔融玻璃的黏度成為103.0dPa‧s的成形溫度進行紡絲。噴嘴201具備長壁部202與短壁部203，但長壁部202及短壁部203皆不具有缺口部。噴嘴204為長圓形，上下方向為一定。觀察所獲得玻璃纖維的截面形狀，扁平比的平均為1.8，該等不均值σ為0.11。其結果，以扁平比的平均值除σ後的值(百分比)為6%。並且，持續一星期生產後也確認未見有噴嘴前端部的變形。
如以上說明，實施例1~3中藉著缺口部的效果使玻璃纖維的扁平比的平均增加，並獲得缺口部的形狀的適當化而在噴嘴前端部不會產生變形，因此可獲得不均值σ小的良好結果。相對於此，比較例1則是藉著缺口部的效果使得玻璃纖維的扁平比的平均變大且由於缺口部的不適當而在噴嘴前端部產生變形，獲得不均值σ變大的結果。並且，比較例2中，由於不具缺口部，與實施例1~3比較，獲得扁平比的平均變小的結果。因此，根據本發明，可確認一邊抑制噴嘴的變形，並可穩定進行異形截面玻璃纖維成形。
5:噴嘴
51:長壁部
53:噴嘴孔
54:缺口部
M1中心線
W:缺口部的開口寬
T1:頂點
θ1:頂角

Claims (9)

  1. 一種異形截面玻璃纖維製造裝置，係使用噴嘴製造異形截面玻璃纖維，該噴嘴在熔融玻璃流出的前端部，具備：扁平狀的噴嘴孔；在上述噴嘴孔的短徑方向相對的一對第1壁部；及在上述噴嘴孔的長徑方向相對的一對第2壁部，其特徵為：上述噴嘴，係於上述一對第1壁部之中的一方具有隨著朝向前端側使上述長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的第1缺口部，並在上述一對第1壁部之中的另一方具有隨著朝向前端側使上述長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的第2缺口部，在與從上述第1及第2缺口部的各基端起至前端的範圍對應的噴嘴前端部，上述一對第1壁部的除了上述第1及第2缺口部之外的各殘餘部，分別具有在上述短徑方向相對的部分，上述殘餘部之中在上述短徑方向相對的部分，在上述噴嘴前端部，其基端側面積大於前端側面積，並進一步具備：與上述第1缺口部直接相對地配置在上述噴嘴的一方側的第1冷卻手段，及與上述第2缺口部直接相對地配置在上述噴嘴的另一方側的第2冷卻手段。
  2. 如請求項1記載的異形截面玻璃纖維製造裝置，其中，上述第1及第2缺口部分別在上述第1壁部之中，僅形成於上述長徑方向的中央部。
  3. 如請求項1記載的異形截面玻璃纖維製 造裝置，其中，上述第1及第2缺口部是分別從三角形、梯形及弦與弧構成的弓形之中所選擇的一個形狀。
  4. 如請求項2記載的異形截面玻璃纖維製造裝置，其中，上述第1及第2缺口部是分別從三角形、梯形及弦與弧構成的弓形之中所選擇的一個形狀。
  5. 如請求項1至4中任一項記載的異形截面玻璃纖維製造裝置，其中，具備在底部設有複數個上述噴嘴的襯套。
  6. 如請求項5記載的異形截面玻璃纖維製造裝置，其中，平行配置有複數列的噴嘴列，該噴嘴列是將上述長徑方向朝著同一方向的複數個上述噴嘴配置在朝上述長徑方向延伸的同一直線上所構成，並且，上述第1及第2冷卻手段是與上述噴嘴列平行配置在鄰接的上述噴嘴列之間。
  7. 一種異形截面玻璃纖維製造方法，係使用噴嘴製造異形截面玻璃纖維，該噴嘴在熔融玻璃流出的前端部，具備：扁平狀的噴嘴孔；在上述噴嘴孔的短徑方向相對的一對第1壁部；及在上述噴嘴孔的長徑方向相對的一對第2壁部，其特徵為：上述噴嘴在上述一對第1壁部之中的一方具有隨著朝向前端側使上述長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的第1缺口部，並在上述一對第1壁部之中的另一方具有隨著朝向前端側使上述長徑方向的開口寬逐漸擴大的凹狀的第2缺口部， 在與從上述第1及第2缺口部的各基端起至前端的範圍對應的噴嘴前端部，上述一對第1壁部的除了上述第1及第2缺口部之外的各殘餘部，分別具有在上述短徑方向相對的部分，上述殘餘部之中在上述短徑方向相對的部分，在上述噴嘴前端部，其基端側面積大於前端側面積，將第1冷卻部與上述第1缺口部相對地配置在上述噴嘴的一方側，並將第2冷卻部與上述第2缺口部相對地配置在上述噴嘴的另一方側。
  8. 如請求項7記載的異形截面玻璃纖維製造方法，其中，上述熔融玻璃為E玻璃。
  9. 如請求項7或8記載的異形截面玻璃纖維製造方法，其中，在成形溫度中，上述熔融玻璃具有102.0~103.5dPa‧s的黏度。
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