WO2001068543A1 - Douille et procede de production de fibre de verre - Google Patents

Description

明細書

ブヅシング及びガラス繊維の製造方法 技術分野

本発明は、 断面が扁平形状をなす扁平ガラス繊維を紡糸するためのプッシング に関するものである。 背景技術

従来より、 ガラス繊維不織布等に用いるガラス繊維として、 断面が扁平形状を なす扁平ガラス繊維が知られている。 この扁平ガラス繊維を抄紙して不織布を形 成すると、 各扁平ガラス繊維が長手方向を水平にして重なり合うため、 不織布の かさ密度が向上すると共に、 少量のバインダ一による接合で不織布に大きな強度 を与えることができる。 このような理由により、 近年、 扁平ガラス繊維を用いて ガラス繊維不織布を形成する技術が注目を集めている。

また、 一般的にガラス繊維を製造するには、 ブヅシングが装着された溶融炉に 溶融ガラスを滞留させ、 ブッシングに形成されたノズル孔から溶融ガラスを引き 出す作業を行う。 そして、 上述の扁平ガラス繊維を製造するためには、 扁平形状 をなすノズル孔から溶融ガラスを引き出せばよい。 発明の開示

しかしながら、 従来のプッシングには、 次のような問題があった。 すなわち、 プッシングにおいては二つのノズル孔が並列されていることが多いが、 ガラス繊 維を紡糸している最中に、 隣接するノズル孔から引き出された溶融ガラス同士が 接触し、 合流してしまうという問題があった。 溶融ガラス同士が不意に合流して しまうと、 ガラス繊維の紡糸作業を一旦中止する必要があり、 製造工程に大きな 支障を来してしまう。 また、 ガラス繊維の紡糸作業を一旦中止した場合に、 隣接するノズル孔から引 き出された溶融ガラスが合流する傾向にあるが、 この合流した溶融ガラスを容易 に分離させることが望まれている。

さらに、 断面楕円のノズル孔から引き出されて扁平形状をなす溶融ガラスが、 それ自身に働く表面張力によって扁平率が低下し、 断面が円形になってしまうと いう問題もあった。

本発明は、 かかる事情に鑑みてなされたものであり、 並列された二つのノズル 孔から引き出される溶融ガラス同士が紡糸中に合流しにくく、 合流した溶融ガラ スを容易に分離させることができ、 且つ、 扁平ガラス繊維の扁平率が低下するの を防止できるブッシング及ぴガラス繊維の製造方法を提供することを目的とする 上記目的を達成するために、 本発明は、 略扁平形状をなす二つのノズル孔が並 列されたガラス流出部を有し、 ノズル孔から溶融ガラスを引き出し可能なブッシ ングにおいて、 溶融ガラスがノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流 を各ノズル孔の間に導くための随伴流導入路を備えることを特徴とする。

本発明に係るブッシングによれば、 溶融ガラスがノズル孔から引き出されるの に伴って流れる随伴流が、 随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれる。 こ のため、 随伴流の風力によって各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近す ることが防止され、 紡糸中に溶融ガラス同士が合流しにくくなる。 また、 ガラス 繊維の紡糸作業を一旦停止させた等の理由により溶融ガラスが合流した場合であ つても、 紡糸作業を再開して各ノズル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流 れ出し、 この随伴流が随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれるため、 合 流した溶融ガラスを容易に分雛させることができる。 さらに、 各ノズル孔から引 き出された溶融ガラスは、 随伴流によって冷却される。 このため、 溶融ガラスは 表面張力によつて扁平率が低下する前に粘度が増加して固化するため、 扁平率の 高いガラス繊維を得ることができる。 また、 本発明のプッシングにおいて、 ガラス流出部は、 二つのノズル孔の並列 方向と直交する方向に複数配列されており、 随伴流導入路は、 ガラス流出部の配 列方向に延びていると共に、 各ノズル孔の間に随伴流を放出させる放出部を有す ることが好ましい。

このような構成とした場合、 随伴流を随伴流導入路の放出部から放出させて、 各ノズル孔から引き出された溶融ガラスに効率よく吹き付けることができる。 本発明のガラス繊維の製造方法は、 略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列さ れたガラス流出部を有するプッシングを用い、 各ノズル孔から溶融ガラスを引き 出してガラス繊維を紡糸するガラス繊維の製造方法において、 溶融ガラスを各ノ ズル孔から引き出す際に、 溶融ガラスの引き出しに伴って流れる随伴流を各ノズ ル孔の間に導入させることを特徴とする。

本発明に係るガラス繊維の製造方法によれば、 溶融ガラスを各ノズル孔から引 き出すにあたって随伴流を各ノズル孔の間に導入させるため、 随伴流の風力によ つて各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、 溶融ガ ラス同士が合流しにくくなる。 また、 ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた等 の理由により溶融ガラスが合流した場合であっても、 紡糸作業を再開して各ノズ ル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流れ出し、 この随伴流が随伴流導入路 を通って各ノズル孔の間に導かれるため、 溶融ガラスを容易に分離させることが できる。 さらに、 各ノズル孔から引き出された溶融ガラスは、 随伴流によって冷 却される。 このため、 溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下する前に粘度 が増加して固化するため、 扁平率の高いガラス繊維を得ることができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明のプッシングを示す底面図である。

図 2は、 図 1に示すプッシングを用いたガラス繊維製造システムを示す概略構 成図である。 図 3は、 図 1に示すプッシングの二点鎖線 Aで囲った領域の拡大図である。 図 4は、 図 3の IV-IV方向の断面図である。

図 5は、 本発明のプッシングの特徴部分 （ガラス流出部） を示す斜視図である ο

図 6は、 ノズル孔から溶融ガラスを引き出している最中のプッシングの作用を 説明するために用いた図である。

図 7 A〜図 7 Dは、 合流した溶融ガラスが分離する過程を示す図である。 図 8は、 本発明に係るブヅシングの変形例を示す図である。

図 9 A及び図 9 Bは、 本発明に係るプッシングの他の変形例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 添付図面を参照して、 本発明に係るプッシング及びガラス繊維の製造方 法の好適な実施形態について詳細に説明する。 尚、 同一要素には同一符号を用い るものとし、 重複する説明は省略する。

図 1は、 本実施形態のプッシング 1 0を示す底面図であり、 図 2は、 図 1に示 すプッシング 1 0を用いてガラス繊維を製造するためのガラス繊維製造システム 1を示す概略構成図である。

まず、 図 2を参照して、 ガラス繊維製造システム 1全体について説明する。 ガ ラス繊維製造システム 1は、 ブヅシング 1 0が底面に装着されると共に溶融ガラ スが滞留した溶融炉 2を備えており、 プッシング 1 0のノズル孔から紡出された 溶融ガラスは、 冷却されることでフィラメントとなる。 詳しくは後述するが、 本 実施形態のプッシング 1 0から紡出されたフィラメントは、 断面が扁平形状とな る。 さらに、 プッシング 1 0の下方には集束剤塗布ローラ 4が設けられており、 この集束剤塗布ローラ 4によってフィラメントに集束剤が塗布される。 また、 集 束剤が塗布されたフィラメントは、 集束ローラ 6によって集束されてストランド となり、 ガラス長繊維を得ることができる。 その後、 ストランドは回転ドラム 8 によって卷き取られ、 いわゆるケーキとなる。 以上が、 ガラス繊維製造システム

1の構成である。

次に、 図 1、 図 3〜図 5を参照して、 本実施形態のプッシング 1 0の構成につ いて詳説する。 図 1に示すように、 プッシング 1 0には、 断面が扁平形状をなす ノズル孔 1 2が長手方向を平行にして並列されたガラス流出部 1 8が設けられて いる。 そして、 このガラス流出部 1 8がノズル孔 1 2の並列方向 （図 1の X方向 ) と直交する方向 （Y方向） に複数配列されて、 一列のノズルブロック 3 0が形 成されている。 さらに、 プッシング 1 0においては、 このノズルブロヅク 3 0が X方向に複数配列されている。

図 3は、 図 1に示すプッシング 1 0の二点鎖線 Aで囲った領域の拡大図であり

、 図 4は、 図 3の IV-IV方向の断面図であり、 図 5は、 図 3に示すガラス流出部 1 8の拡大斜視図である。 図 3〜図 5に示すように、 各ノズル孔 1 2の間には、 直 方体形状に切り欠かれた切り欠き部 1 4が形成されており、 さらに、 ノズル孔 1 2の長手方向に沿って延びる溝状の随伴流導入路 2 0が形成されている。

随伴流導入路 2 0は、 ガラス流出部 1 8の S列方向に延びると共に （図 3参照

)、各ノズル孔 1 2の間すなわち切り欠き部 1 4に向けて随伴流を放出させるため の放出部 2 2を有している。 ここで、 随伴流とは、 ノズル孔 1 2から溶融ガラス を引き出すのに伴って流れる風を意味する。 また、 図 5に示すように、 随伴流導 入路 2 0は、 ノズルプロヅク 3 0の端部まで延在しており、 その断面形状は角部 を有する窪み形とされている。

次に、 図 6及び図 7を参照して、 本実施形態のプッシング 1 0の作用を説明す る。 まず、 図 6を参照して、 ガラス繊維の紡糸中の作用を説明する。 回転ドラム 8を作動させて溶融炉 2 (図 2参照） 内の溶融ガラスをノズル孔 1 2から引き出 している最中は、 随伴流導入路 2 0を随伴流が流れる。 詳しくは、 随伴流は、 破 線 Bで示した領域において例えば図中奥側から手前側に向かつて流れ、 随伴流導 入路 2 0の放出部 2 2から各ノズル孔 1 2の間の切り欠き部 1 4に効率よく流れ 込む。 このため、 随伴流の風力によって各ノズル孔 1 2から引き出された溶融ガ ラスが接近することが防止され、 紡糸中に溶融ガラス同士が合流しにくくなる。 また、 各ノズル孔 1 2から引き出された溶融ガラスは、 ノズル孔 1 2が扁平形 状をなしていることから、 引き出し直後はノズル孔 1 2の形状に倣って扁平形状 をなしている。 ところが、 従来は引き出された溶融ガラスは表面張力によって扁 平率が低下し、 ガラス繊維の断面が円形に近づく傾向にあった。 これに対し、 本 実施形態では、 各ノズル孔 1 2に導入された随伴流によってノズル孔から引き出 された溶融ガラスが冷却されるため、 溶融ガラスは表面張力によつて扁平率が低 下する前に粘度が増加して固化する。 これにより、 扁平率の高いガラス繊維を得 ることができる。

次に、 図 7 A〜図 7 Dを参照して、 ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた後 のプッシング 1 0の作用を説明する。 回転ドラムを停止してガラス繊維の紡糸作 業を一旦中止すると、 随伴流が流れなくなるため、 図 7 Aに示すように隣り合う ノズル孔 1 2から引き出された溶融ガラスが合流する。 なお、 溶融ガラスの合流 は、 切り欠き部 1 4が冷却されていることから、 隣り合う溶融ガラスの内側部分 の温度が低下し、 当該部分の粘性が向上することによって生じる。 そして、 図 7 Bに示すように、 紡糸作業を再開してノズル孔 1 2から溶融ガラスを引き出し始 めると、 領域 Bにおいて、 随伴流が随伴流導入路 2 0を通って各ノズル孔 1 2の 間の切り欠き部 1 4に流れ込み始める。 すると、 図 7 Cに示すように、 合流した 溶融ガラスが随伴流の風力によって徐々に分離し始め、 最終的には、 図 7 Dに示 すように、 隣接するノズル孔 1 2から引き出される溶融ガラスは完全に分離する 。 このように、 本実施形態のブヅシング 1 0によれば、 単に溶融ガラスをノズル 孔 1 2から引き出すだけで、 容易に合流した溶融ガラスを分離させることができ る。

次に、 図 8を参照して、 本実施形態のプッシングの変形例を説明する。 同図に 示すように、 本変形例のプッシングでは、 ノズル孔 1 2の長手方向に延在する随 伴流導入路 2 0の他に、 隣接するノズル孔 1 2の並列方向に延びた随伴流導入路 4 0が形成されている。 このような構成にすると、 溶融ガラスをノズル孔 1 2か ら引き出すに際して、 ノズルプロヅク 3 0の側方から随伴流が随伴流導入路 4 0 を通って随伴流導入路 2 0に流入する。 これにより、 各ノズル孔 1 2間に、 より 多くの随伴流を導入することができ、 上述の溶融ガラスの合流を防止する効果、 合流した溶融ガラスを分離させる効果、 及び扁平ガラス繊維の扁平率が低下する のを防止する効果をさらに向上させることができる。

次に、 図 9 A及び図 9 Bを参照して、 本実施形態のプッシングの他の変形例を 説明する。 図 9 A及び図 9 Bに示すプッシングが上記実施形態と異なるのは、 ノ ズル孔 1 2の形状である。 図 9 Aに示す変形例のノズル孔 1 2は長方形にされて おり、 図 9 Bに示す変形例のノズル孔 1 2は長方形の両端に円を組み合わせたダ ンベル形状をなしている。 ノズル孔 1 2をこのような扁平形状としても、 断面扁 平のガラス繊維を得ることができる。

以上、 本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明した が、 本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 例えば、 随伴流導入路の '断面形状は必ずしも二つの角部を有するものにする必要はなく、 半円形、 三角形 等に種々変更することができる。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明に係るプッシング及びガラス繊維の製造方法によ れば、 溶融ガラスがノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流が、 随伴 流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれる。 このため、 随伴流の風力によって 各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、 紡糸中に溶 融ガラス同士が合流しにくくなる。 また、 ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させ た等の理由により溶融ガラスが合流した場合であっても、 紡糸作業を再開して各 ノズル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流れ出し、 この随伴流が随伴流導 入路を通って各ノズル孔の間に導かれるため、 合流した溶融ガラスを容易に分離 させることができる。 さらに、 各ノズル孔から引き出された溶融ガラスは、 随伴 流によって冷却される。 このため、 溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下 する前に粘度が増加して固化するため、 扁平率の高いガラス繊維を得ることがで きる。

Claims

請求の範囲

1 . 略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有し 、 前記ノズル孔から溶融ガラスを引き出し可能なプッシングにおいて、

前記溶融ガラスが前記ノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流を前 記各ノズル孔の間に導くための随伴流導入路を備えることを特徴とするブッシン グ。

2 . 前記ガラス流出部は、前記二つのノズル孔の並列方向と直交する方 向に複数配列されており、

前記随伴流導入路は、 前記ガラス流出部の配列方向に延びていると共に、 前記 各ノズル孔の間に前記随伴流を放出させる放出部を有することを特徴とする請求 項 1記載のブヅシング。

3 . 略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有す るプッシングを用い、 前記各ノズル孔から溶融ガラスを引き出してガラス繊維を 紡糸するガラス繊維の製造方法において、

前記溶融ガラスを前記各ノズル孔から引き出す際に、 前記溶融ガラスの引き出 しに伴って流れる随伴流を前記各ノズル孔の間に導入させることを特徴とするガ ラス繊維の製造方法。