JPS6348815B2 - - Google Patents
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- JPS6348815B2 JPS6348815B2 JP58096078A JP9607883A JPS6348815B2 JP S6348815 B2 JPS6348815 B2 JP S6348815B2 JP 58096078 A JP58096078 A JP 58096078A JP 9607883 A JP9607883 A JP 9607883A JP S6348815 B2 JPS6348815 B2 JP S6348815B2
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- glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/045—Construction of the spinner cups
-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/048—Means for attenuating the spun fibres, e.g. blowers for spinner cups
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
本発明は、中空筒状回転体を用い、遠心力と、
噴射火炎流とを利用してガラスを繊維化する装置
との改良に関するものであり、消費エネルギーの
増大や生産されるガラス繊維のからみ合い等を避
けつつ、高品質のガラス繊維の量産あるいは所謂
硬いガラスのガラス繊維化を図りうる装置とを提
供することを目的としている。
ガラス繊維の製造に通常採用されているところ
の、溶融ガラスを中空筒状の回転体すなわちロー
ターの周壁に穿たれた多数の細孔から遠心力によ
つて前記周壁の外表面まで吐出せしめ、前記周壁
の外表面において、前記細孔の開口面積に相当す
る小円を底面とした溶融ガラスからなる小円錐体
を形成し、更に前記小円錐体の頂点の位置で一次
フイラメントを形成し、前記一次フイラメントを
さらに二次的に延伸するための噴射火炎流に向つ
て遠心力によつて進行させ、前記噴射火炎流中で
二次的に延伸してグラスウールの構成繊維たる二
次フイラメントに細繊化する中空筒状回転体を用
い遠心力と噴射火炎流とを利用してガラスを繊維
化する装置においては、第7図示されるように、
中空筒状の回転体Aの周壁Bの上部域Cの細孔D
から吐出されたのち、一次フイラメントEとな
り、噴射火炎Fによつて延伸され、二次フイラメ
ントGに細繊化されたガラス繊維と、前記周壁B
の中央部域Hの細孔Iから吐出されたのち、一次
フイラメントJとなり噴射火炎Fによつて延伸さ
れ、二次フイラメントKに細繊化されたガラス繊
維と、前記周壁Bの下部域Lの細孔Mから吐出さ
れたのち一次フイラメントNとなり、噴射火炎F
によつて延伸され、二次フイラメントOに細繊化
されたガラス繊維との各ガラス繊維がからみ合
い、また生産されるガラス繊維の直径にバラツキ
が生じ、断熱性能や、圧縮復元率、引張強度等の
低下等を来たす欠点がある。
上述のからみ合いを防止し、高品質のガラス繊
維を得るには、周壁Bの上部域Cの細孔Dから比
較的多量の溶融ガラスを吐出させて比較的太い一
次フイラメントEとし、延伸バーナーの火口から
噴出し、いまだ速度も温度も減衰していない噴射
火炎F中を横方向に進行させ、速度の低下してい
る外炎Pと速度が速い内炎Qとから成る噴射火炎
流Fの内炎Qの外側へ突き抜ける直前に、内炎Q
中で二次的に延伸して二次フイラメントGに形成
させ、周壁Bの中央部域Hの細孔Iから上部域C
におけるよりやゝ少ない溶融ガラスを吐出させ、
前記一次フイラメントEよりやゝ細い一次フイラ
メントJとし、噴射火炎F中を横に進行させ、内
炎Qの中程で二次的に延伸して二次フイラメント
Kとし、周壁Bの下部域Lの細孔Mからは比較的
少量の溶融ガラスを吐出させて比較的細い一次フ
イラメントNとして噴射火炎F中を横に進行さ
せ、速度が大幅に減衰した内炎Qに到達してすぐ
に二次的に延伸して二次フイラメントOとすれば
よいことが推認される。
他方、ガラス繊維の生産量を上げるためには前
記周壁Bの高さを高くし、細孔の数を増大させれ
ばよいが、このようにすると、周壁Bの下部域の
放熱量が大となり温度低下を来たす恐れがある。
上述のガラス繊維のからみ合いを防止し、かつ
周壁の下部域の温度低下をも防止するための第1
先行技術として、特公昭42−13748号公報に開示
される技術がある。
この第1先行技術は、中空筒状の回転体の周壁
の下部域に対して高周波による誘導加熱を施し、
周壁をその高さの全体に亘つて略一様の温度に保
つたうえ、前述のガラス繊維のからみ合いを防止
するため、周壁の細孔の直径を、下部域から中央
部域を通つて上部域に至るに従い、小から中を経
て大となるよう構成し、吐出される溶融ガラスの
量を上部域では多、中央部域では中、下部域では
少とする構成を採用している。
同様の第2先行技術として特開昭55−113638号
公報に開示される技術がある。
この第2先行技術は、高温の溶融した供給ガラ
スを中空筒状の回転体の周壁の内側上部を経由さ
せてから周壁内側全面に配分し、また周壁の下部
域は高周波によつて強力に加熱する構成とされて
いる。このため、中空筒状の回転体の周壁は、下
部域で最も高い温度、中央部域で比較的低い温
度、上部域で前2者の中間の温度という温度分布
となつている。
すなわち、中空筒状の回転体の供給された高温
の溶融ガラスの全量を周壁内側上部に接触させて
から重力と遠心力との作用によつて周壁内側全面
に亘つて配分するので、高温の溶融ガラスの持ち
込む熱によつて周壁の上部域は、加熱用の高周波
線輪から遠いにも拘ず、前述のように中間の温度
を保つものと思料される。周壁の下部域は、高周
波線輪による誘導加熱によつて最も高い温度に保
たれる。そして、周壁の中央部域は、高周波線輪
から離れ、かつ配分される溶融ガラスは上部域で
多量の熱を奮われた後なので、周壁温度が上部域
および下部域に比較して低温となるものと思料さ
れる。
そして、この第2先行技術では、前述のような
ガラス繊維のからみ合いを防止するため、次のよ
うな技術手段を採用している。
すなわち、中空筒状の回転体の周壁の下部域で
は、前述のように該周壁が最高温であり、その部
分の細孔を通過する溶融ガラスも最も低い粘性の
ものとなる。しかし、この周壁の下部域では、細
孔から吐出さて形成されたガラスの一次フイラメ
ントが噴射火炎の内炎に到達してすぐに二次フイ
ラメントにされる必要があり、従つて、この周壁
の下部域の細孔から吐出される溶融ガラスは、一
次フイラメントが噴射火炎の内炎に到達してすぐ
に二次フイラメントに細繊化されうる程に少量で
なければならず、これを実現するために、周壁の
厚さも最も厚くして細孔の通路を長くし、溶融ガ
ラスが細孔を通過する際の流体抵抗を大とし、少
量の溶融ガラスしか吐出できないようにしてい
る。
中空筒状の回転体の周壁の中央部域では、前述
のように該底壁が最低温であり、その部分の細孔
を通過する溶融ガラスは最も高い粘性のものとな
る。しかし、この周壁の中央部域では、細孔から
吐出されて形成されたガラスの一次フイラメント
が噴射火炎の内炎の中程において二次フイラメン
トにされる必要があり、従つてこの周壁の中央部
域の細孔から吐出される溶融ガラスは、一次フイ
ラメントが噴射火炎の内炎の中程に到達して二次
フイラメントに細繊化される程度に、周壁の下部
域の細孔から吐出される溶融ガラスの量より多い
中程度の量でなければならず、これを実現するた
めに、周壁の厚さを最も薄くして細孔の通路を最
も短かくして、細孔を通過する際の流体抵抗を小
とし、前述のように中程度の溶融ガラスが吐出さ
れるようにしている。
中空筒状の回転体の周壁の上部域では、前述の
ように該周壁が下部域と中央部域との中間の温度
であり、その部分の細孔を通過する溶融ガラス
も、下部域と中央部域の細孔を通過する溶融ガラ
スの中間程度の粘性のものとなる。しかし、この
周壁の上部域では、既述のごとく、周壁の下部域
および中央部域から吐出され細繊維化された二次
フイラメントとのからみ合いを防ぐため、細孔か
ら吐出されて形成されたガラスの一次フイラメン
トが噴射火炎の内炎を外側へ突き抜ける直前に二
次フイラメントに細繊化される程度に多量である
必要があり、これを実現するため、周壁の厚さを
下部域と中央部域との周壁の厚さの中間程度の厚
さに設定し、細孔の通路の長さを中間程度とし、
細孔を通過する際の流体抵抗も中間程度として、
多量の溶融ガラスが吐出されるように構成されて
いる。
以上説明した第1先行技術も第2先行技術も、
ガラス繊維のからみ合いを生ぜず、しかも中空筒
状の回転体の周壁の高さを大として生産量を上げ
るという目的は達成しうるものの、共に、高周波
線輪による誘導加熱手段を備え、この手段は、加
熱のため大容量の高周波発生装置が必要であるの
みでなく、高周波線輪を装着したガラス繊維化装
置の付近は、危険防止のため電磁的に遮蔽する必
要もあり、ガラス繊維化装置が複雑となるのみで
なく操業上も作業性が悪化する欠点を有してい
る。
上述の欠点を除くため、第3先行技術として特
公昭50−20612号公報に開示される技術がある。
この第3先行技術は、中空筒状の回転体の外側
から、その周壁全体に対して火炎を接触させ、該
周壁を加熱する加熱専用のバーナーを使用するも
のであり、周壁から吐出された溶融ガラスの形成
する一次フイラメントを二次フイラメントに細繊
化させるための高圧、高温蒸気より成る延伸用噴
流装置を、前記加熱専用のバーナーと別に設ける
必要があり、ガラス繊維化装置が複雑となり、高
圧、高温蒸気発生装置が必要であるため熱の有効
利用の見地から好ましいものではない。
以上説明した三つの先行技術は、いずれも、中
空筒状の回転体の周壁から吐出された溶融ガラス
の形成する一次フイラメントを二次フイラメント
に細繊化するための噴射流熱源とは別に、中空筒
状の回転体の周壁を加熱するための大容量の熱源
を必要とするため、省エネルギーの必要性が強く
要請される昨今では現状に適さない。
他方、燃料の節約を主眼とし、生産されるガラ
ス繊維の高品質の維持を目的とする第4先行技術
として、特開昭57−106532号公報に開示される技
術がある。
この第4先行技術は、基本的には、第1図、第
2図に示される構成であり、回転軸1の下端に中
空筒状の回転体2が固着されており、この回転体
2は、底壁3と、溶融ガラス吐出用の多数の細孔
4を穿設されている周壁5と、周壁5の上端内側
に形成された上部環状フランジ6とを有し、回転
体2を囲んで延伸バーナー7が配設され、延伸バ
ーナー7の環状内側8内に前記回転軸1が配置さ
れ、溶融ガラス9は、ノズル10からこの環状内
側8を通つて回転体2内に供給される。
そして延伸バーナー7は、火口11から、高速
の内炎12と、比較的低速の外炎13とよりなる
噴射火炎流14を噴射する。この噴射火炎流14
は、後述するように、回転体2の周壁5の細孔4
群から吐出された溶融ガラスの小円錐体の先端に
形成される一次フイラメントを二次フイラメント
に細繊化するものであり、内炎12はこの二次フ
イラメントに細繊化しうる速度を有するが、外炎
13は、前記溶融ガラスの小円錐体とこれに続く
一次フイラメントを破壊しない程度に、その速度
が減衰している。
そして外炎13部分が回転体2の周壁5の外表
面下部に接触する位置に、前記延伸バーナー7の
火口11の位置が選定されている。
また回転体2の上部環状フランジ6の内側に、
加熱バーナー15が付設され、火炎16の噴射方
向が、上部環状フランジ6の延長面上で、該フラ
ンジ6の面と平行する方向とされており、その加
熱の程度は、火炎16が上部環状フランジの上面
あるいは上面および下面に接触通過することによ
り、熱が少なくとも上部環状フランジ6と周壁5
との接続位置に到達する程度とされている。
上述の構成の第4先行技術では、図示を省略し
たガラス溶融炉から流量を一定に制御されてノズ
ル10から流下する溶融ガラス9は、回転軸1に
よつて高速回転する回転体2の底壁3に到達する
と、遠心力の作用で周壁5の内側に分配され、更
に遠心力で細孔4を通過して周壁5の外側へ吐出
され、細孔4の開口面に相当する小円を底面とし
た溶融ガラスの小円錐体を形成し、小円錐体の頂
点の位置で一次フイラメントに延伸され、延伸バ
ーナー7の火口11から噴射される噴射火炎流1
4の延伸能力を有する内炎12の部分まで伸ばさ
れ、二次的に延伸され、二次フイラメントに細繊
化され、ガラス繊維とされる。
上述の噴射火炎流14は、延伸バーナー7の火
口11を出て、下方に進行するに従つて幅が拡が
り、その速度が減衰されるものであり、従つて速
度が減衰し、幅の拡がつた外炎13は、前述の小
円錐体と一次フイラメントとの形成に悪影響を及
ぼさない範囲で、出来る限り周壁5の外表面下部
に接近させることが、周壁5の加熱の点で好まし
い。しかし、前述の一次フイラメントを二次フイ
ラメントに細繊化しうる速度を有する内炎12が
周壁5の外表面に接すると、周壁5の細孔4から
吐出された溶融ガラスは、前述の小円錐体と一次
フイラメントとを形成する時間的余裕なしに、内
炎12によつて周壁5の外表面に塗り付けられる
ように付着し、連続して吐出される溶融ガラスの
付着によつて厚さがある厚さになると、ランダム
な粒状あるいは制御されない太さの繊維状となつ
て排出され、正常な繊維化は達成されなくなる。
上述のように、溶融ガラスの小円錐体と一次フ
イラメントとの形成に悪影響をおよぼさない程度
に速度の減衰した外炎13を、出来る限り周壁5
の外表面下部に接近させ、周壁5の温度を高く保
つと、細孔4を通過中の溶融ガラスの温度低下を
回避でき、所定の繊維形成に必要な量の溶融ガラ
スを細孔4から吐出させうるものである。
第4先行技術では、噴射火炎流14の外炎13
を周壁5の外表面下部に接触させると共に加熱バ
ーナー15によつて周壁5の上部をも加熱し、周
壁5を高温に保つているが、ガラス繊維の生産量
を増加させるため、多数の細孔4の穿設されてい
る周壁5の高さを高くすると、該周壁5の下端の
位置が延伸バーナー7の火口11から遠くなり、
該下端を昇温させるべき噴射火炎流14の外炎1
3は、拡がりすぎて熱量が不足し、昇温が不十分
となる。
勿論、火口11の幅を拡げ、多量の燃料を供給
すれば、外炎13は、周壁5の下端部を昇温させ
うる熱量を保持できるが、省エネルギーの目的か
らは採用しうる手段ではない。
ところで、燃料の節約と高品質のガラス繊維の
生産とを目的とする前記第4先行技術において、
ガラス繊維の生産量を増加するため、回転体2の
周壁5の高さを高くしたところ、周壁5の高さ方
向における温度分布が既述の第1、第2および第
3の各先行技術における回転体の周壁の高さ方向
における温度分布のいずれとも異なることが測定
によつて確認された。
すなわち、周壁5の中央部域が最高温であり、
上部域が中央部域より低い中程度の温度であり、
下部域が最も低い温度であつた。
この現象は、延伸バーナー7の火口11から周
壁5の下端までの距離が長くなり、噴射火炎流1
4の外炎13が拡散しており、周壁5の下部域を
必要な温度にて昇温させるに足りる熱量を持た
ず、周壁5の下部域から底壁3にかかる部分の温
度が低くなるものと認められる。
そして、ノズル10から流下する高温の溶融ガ
ラス9が低温の底壁3に接すると、該溶融ガラス
は温度の低下によつて粘度が大きくなり、底壁3
と次々と流下して来る高温の溶融ガラスとの間
に、粘度の大となつた境膜が形成されるものと認
められる。そして次々と流下して来る高温で粘度
の小さい溶融ガラスは、上述の境膜に接しながら
も、底壁3および周壁5の下部域に熱を余り奪わ
れることなく周壁5の中央部域に達するので、中
央部域が最も高温となるものと認められる。
周壁5の上端と上部環状フランジ6との部分
は、延伸バーナー7の火口11からの噴射火炎流
14の噴出に伴なう吸引効果のため、第1図中矢
印Xで示す方向の空気流が生じ、若干の冷却が行
なわれるものの、回転体2の上部が延伸バーナー
7の装置によつて覆われていること、ならびに、
ノズル10から流下した溶融ガラス9が、底壁3
の部分に生じた前述の境膜に接しつつ、周壁5の
中央部域に熱を奪われながらもなお高温を持つて
周壁5の上部域に分配されることにより、前述の
ように中程度の温度となるものと認められる。
上述のように、第4先行技術に基づき、ガラス
繊維の生産量を増加させるべく周壁5の高さを高
くし、しかも燃料消費を少なくしようとすると、
第1、第2および第3のいずれの先行技術とも異
なる周壁5の温度分布、すなわち、周壁5の上部
域で中程度、中央部域で最高、下部域で最低とい
う温度となることが判明した。
この現象は、普通にガラス繊維とされるガラス
に比し、同じ温度で高い粘性を示すところの
NaOやK2Oのごときアルカリ酸化物やBaOが少
ないか、あるいはBaOを全く含まない所謂硬い
ガラスを用いてガラス繊維を生産する際にも現わ
れる。
本発明は、基本的には既述の第4先行技術を利
用し、周壁の高さを高くし、ガラス繊維の生産量
を増大させたとき、あるいは所謂硬いガラスから
ガラス繊維を生産する際に生ずる周壁の特異な温
度分布、すなわち周壁の中央部域で最高温であ
り、周壁の上部域で中央部域より低温であり、周
壁の下部域で、上部域より低温であるという温度
分布を維持したままで、エネルギーの増大を回避
しつつ高品質のガラス繊維の生産量を増大させう
る装置を提供するものである。
本発明は特許請求の範囲第1項に記載されるよ
うに底壁と、溶融ガラス吐出用の多数の細孔を穿
設されている周壁と、周壁上端内側に位置する上
部環状フランジとを有する中空筒状の回転体と、
該回転体から吐出されたガラス小円錐体の先端に
形成される一次フイラメントを二次フイラメント
に細繊化する延伸バーナーの火口とを備え、前記
延伸バーナーの火口は、該火口から噴射された火
炎流のうちの、前記ガラス小円錐体を破壊しない
までに速度の減衰された外炎部分のみが、前記中
空筒状の回転体の周壁の外表面下部に接触する位
置に配置されていると共に、前記中空筒状の回転
体の上部環状フランジの内側には、加熱バーナー
が付設されており、該加熱バーナーは、火炎の噴
射方向が上部環状フランジの延長面上で、上部環
状フランジの面と平行する方向とされ、その加熱
度合は、火炎が前記上部環状フランジの上面ある
いは上面および下面に接触通過し、熱が、少なく
とも該環状フランジと中空筒状の回転体の周壁と
の接続位置にまで到達する程度とされている遠心
式のガラス繊維の製造装置において、前記周壁の
上部域と下部域とに穿設されている細孔の直径に
比較して周壁の中央部域に穿設されている細孔の
直径が小さいと云う構成とされている。
そして、周壁の上部域の細孔は、既述のよう
に、回転体の周壁の上部域に配分され、周壁の中
央部域に配分された溶融ガラスに比し、温度がや
や低く、粘度がやや高いところの中程度の温度と
中程度の粘度とを有する溶融ガラスを、多量に吐
出させ、太い一次フイラメントを形成させ、この
フイラメントを延伸バーナーの火口に近く、速度
が減衰していない噴射火炎流の内炎の中で、周壁
の外面か最も遠い位置まで延伸させ二次フイラメ
ントに細繊化させ、目標直径のガラス繊維が得ら
れるように、使用されている溶融ガラスの粘性と
のかねあいで、その直径が選定されている。
回転体の周壁の中央部域の細孔は該周壁の中央
部域に配分され、最も高い温度を持ち、粘性も低
い溶融ガラスを上部域よりも少ない中程度の量を
吐出させ、上部域における一次フイラメントを形
成させ、延伸バーナーの火口からやや離れること
によりある程度速度の減衰した噴射火炎流の内炎
の中で、周壁から最も遠い位置と最も近い位置と
の中間の位置まで延伸させ、二次フイラメントに
細繊化させ、目標直径のガラス繊維が得られるよ
うに、使用されている溶融ガラスの粘性とのかね
合いでその直径が選定されている。
回転体の周壁の下部域の細孔は、周壁の下部域
に配分され、低温の該下部域と底壁に接すること
により最も低温となり、粘性が最も大となつた溶
融ガラスを吐出させ、比較的細い一次フイラメン
トを形成させ、延伸バーナーの火口から最も離れ
速度が相当に減衰した噴射火炎流の内炎の中の周
壁に接近した位置まで延伸させ、二次フイラメン
トに繊維化させ、目標直径のガラス繊維が得られ
るように、使用させているガラスの粘性とのかね
あいで、その直径が選定されている。
なお、より好ましくは、細孔の直径の選定と共
に、周壁の厚さも、上部域、中央部域および下部
域において使用されるガラスの粘性に応じて選定
することがよく、概略的には、上部域で薄く、中
央部域で厚く、下部域では薄く選定される。
以下本発明の実施例を説明する。
第3図は第1の実施例であつて、第1図、第2
図について既に説明した第4先行技術の装置の周
壁5のみを変更したものであり、第3図に示され
るように、中空筒状の回転体18の周壁19の上
部域20と下部域21とに穿設されている細孔2
2,23の直径に比し、中央部域24に穿設され
ている細孔25の直径が小さくされた構成よりな
るものである。
第4図はR,SおよびTという3種のガラスの
温度と粘度との関係を示す線図であり、ガラスR
は普通にガラス繊維の製造に用いられる軟いガラ
スの1例であり、ガラスSおよびTは、前述の所
謂硬いガラスの1例である。
以下、第1の実施例を、既述の第4先行技術に
よる比較例との対比において説明する。
比較例 1
第1図、第2図に示される構造の第4先行技術
により、第4図に示すガラスRを用い、細孔直径
1mmとして次の条件でガラス繊維の生産を行なつ
た。
(1) 周壁5の最上列の細孔4の中心から最下列の
細孔4の中心まで高さ30mm
(2) 細孔4列数30列、細孔総数7710個
(3) ガラスRを330Kg/hで供給
(4) 回転体2の直径300mm
(5) 周壁5の厚さ4mm
(6) 得られるガラス繊維の平均直径7ミクロンと
なるよう延伸バーナー7を調整
その結果、周壁5における各部温度および各細
孔4を通過する溶融ガラスの推定温度と推定粘度
とは表1のごとくなり、得られたガラス繊維の直
径分布の標準偏差は3.77ミクロンであつた。そし
て噴射火炎流14内における二次フイラメントの
細繊化挙動は第7図に示すごとくであり、若干の
ガラス繊維のもつれが観察された。
The present invention uses a hollow cylindrical rotating body, and uses centrifugal force,
This relates to the improvement of a device that converts glass into fibers using a jet flame stream, and it is possible to mass-produce high-quality glass fibers or so-called hard fibers while avoiding increases in energy consumption and entanglement of the produced glass fibers. The purpose of the present invention is to provide an apparatus capable of converting glass into glass fiber. Usually employed in the production of glass fibers, molten glass is discharged by centrifugal force from a large number of pores bored in the circumferential wall of a hollow cylindrical rotating body, ie, a rotor, to the outer surface of the circumferential wall. A small cone made of molten glass is formed on the outer surface of the peripheral wall, and the bottom surface is a small circle corresponding to the opening area of the pore, and a primary filament is formed at the apex of the small cone. The filament is further advanced by centrifugal force toward a jet flame stream for secondary drawing, and is secondarily stretched in the jet flame stream to be finely divided into secondary filaments that are constituent fibers of glass wool. In an apparatus for fiberizing glass using a centrifugal force and a jet flame stream using a hollow cylindrical rotating body, as shown in Fig. 7,
Pore D in upper region C of peripheral wall B of hollow cylindrical rotating body A
After being discharged from the glass fiber, the glass fiber becomes a primary filament E, which is elongated by an injected flame F and finely divided into a secondary filament G, and the peripheral wall B.
The glass fibers are discharged from the pores I in the central region H of the peripheral wall B, become the primary filament J, are drawn by the injected flame F, and are finely divided into the secondary filament K, and the glass fibers in the lower region L of the peripheral wall B After being discharged from the pore M, it becomes the primary filament N, and the injection flame F
Each glass fiber is drawn by O and entangled with the finely divided glass fiber into the secondary filament O, and the diameter of the produced glass fiber varies, resulting in poor insulation performance, compression recovery rate, and tensile strength. There are drawbacks such as deterioration of etc. In order to prevent the above-mentioned entanglement and obtain high-quality glass fibers, a relatively large amount of molten glass is discharged from the pores D in the upper region C of the peripheral wall B to form a relatively thick primary filament E, and then the drawing burner is heated. The inside of the jet flame flow F, which is ejected from the crater and is made up of an outer flame P whose speed is decreasing and an inner flame Q whose speed is high, is made to advance laterally through the jet flame F whose speed and temperature have not yet attenuated. Just before the flame Q breaks through to the outside, the inner flame Q
The secondary filament G is formed by secondarily stretching the filament G in the pores I in the central region H of the peripheral wall B to the upper region C.
Discharges slightly less molten glass than in
A primary filament J is made slightly thinner than the primary filament E, and is allowed to advance laterally in the injected flame F, and is secondarily stretched in the middle of the inner flame Q to form a secondary filament K. A relatively small amount of molten glass is discharged from the pores M, and it travels horizontally through the injection flame F as a relatively thin primary filament N, and as soon as it reaches the inner flame Q, where the velocity has significantly attenuated, it is transferred to the secondary filament. It is presumed that the secondary filament O can be obtained by drawing the filament O. On the other hand, in order to increase the production of glass fibers, the height of the peripheral wall B can be increased and the number of pores can be increased, but if this is done, the amount of heat dissipated in the lower region of the peripheral wall B will be large. There is a risk of a drop in temperature. The first method is to prevent the above-mentioned entanglement of glass fibers and also to prevent a drop in temperature in the lower region of the peripheral wall.
As a prior art, there is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 42-13748. This first prior art applies induction heating by high frequency to the lower region of the peripheral wall of a hollow cylindrical rotating body,
In order to maintain the circumferential wall at a substantially uniform temperature throughout its height and to prevent the aforementioned glass fiber entanglement, the diameter of the pores in the circumferential wall is varied from the lower region through the central region to the upper region. The configuration is such that the amount of molten glass is large in the upper area, medium in the central area, and small in the lower area. As a second similar prior art, there is a technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 113638/1983. In this second prior art, the high-temperature molten supply glass passes through the upper inner side of the circumferential wall of a hollow cylindrical rotating body and then is distributed over the entire inner side of the circumferential wall, and the lower region of the circumferential wall is strongly heated by high frequency waves. It is configured to do this. Therefore, the temperature distribution of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body is such that the temperature is highest in the lower region, the temperature is relatively low in the central region, and the temperature in the upper region is intermediate between the former two. In other words, the entire amount of high-temperature molten glass supplied by the hollow cylindrical rotating body is brought into contact with the inner upper part of the peripheral wall, and then distributed over the entire inner surface of the peripheral wall by the action of gravity and centrifugal force. It is thought that the heat brought in by the glass keeps the upper region of the peripheral wall at an intermediate temperature as described above, even though it is far from the high-frequency heating coil. The lower region of the circumferential wall is kept at the highest temperature by induction heating by a high-frequency coil. Since the central region of the peripheral wall is away from the high-frequency coil and the distributed molten glass has been subjected to a large amount of heat in the upper region, the temperature of the peripheral wall is lower than that of the upper and lower regions. It is considered a thing. In this second prior art, the following technical means are adopted in order to prevent the above-mentioned entanglement of glass fibers. That is, in the lower region of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body, the peripheral wall has the highest temperature as described above, and the molten glass passing through the pores in that region also has the lowest viscosity. However, in the lower region of this peripheral wall, the primary filament of glass discharged from the pores must reach the inner flame of the injection flame and be converted into a secondary filament as soon as it reaches the inner flame of the injection flame. The molten glass discharged from the pores in the area must be small enough that the primary filaments can be attenuated into secondary filaments as soon as they reach the inner flame of the injection flame; The peripheral wall is also made thickest to lengthen the passage of the pores, thereby increasing the fluid resistance when the molten glass passes through the pores, so that only a small amount of molten glass can be discharged. In the central region of the circumferential wall of the hollow cylindrical rotating body, the bottom wall has the lowest temperature as described above, and the molten glass passing through the pores in that region has the highest viscosity. However, in the central region of this peripheral wall, the primary filament of glass discharged from the pores needs to be converted into a secondary filament in the middle of the inner flame of the injection flame, and therefore the central region of this peripheral wall The molten glass is discharged from the pores in the lower region of the peripheral wall to the extent that the primary filament reaches the middle of the inner flame of the injection flame and is finely divided into secondary filaments. It must be a moderate amount, greater than the amount of molten glass, and to achieve this, the thickness of the peripheral wall should be the thinnest and the passage through the pores should be the shortest, so that the fluid resistance as it passes through the pores is reduced. is set small so that a medium amount of molten glass is discharged as described above. As mentioned above, in the upper region of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body, the temperature of the peripheral wall is between the lower region and the center region, and the molten glass passing through the pores in that region is also at a temperature between the lower region and the center region. The molten glass that passes through the pores in the area has a viscosity intermediate to that of molten glass. However, as mentioned above, in the upper region of the peripheral wall, in order to prevent entanglement with the secondary filaments discharged from the lower and central regions of the peripheral wall and made into fine fibers, the secondary filaments discharged from the pores are The volume of the glass primary filament must be large enough to be attenuated into secondary filaments just before it penetrates the inner flame of the injection flame to the outside. The thickness of the peripheral wall is set to be about the middle of the thickness of the surrounding wall, and the length of the pore passage is set to about the middle of the thickness of the surrounding wall.
Assuming that the fluid resistance when passing through the pores is intermediate,
It is configured to discharge a large amount of molten glass. Both the first prior art and the second prior art explained above,
Although it is possible to achieve the purpose of increasing production by increasing the height of the circumferential wall of the hollow cylindrical rotating body without causing entanglement of glass fibers, both methods are equipped with induction heating means using high-frequency coils. not only requires a large-capacity high-frequency generator for heating, but also requires electromagnetic shielding in the vicinity of the glass fiber forming equipment equipped with high-frequency coils to prevent danger. This method not only becomes complicated, but also has the disadvantage of deteriorating operational efficiency. In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, there is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-20612 as a third prior art. This third prior art uses a dedicated heating burner that brings flame into contact with the entire circumferential wall of a hollow cylindrical rotating body from the outside to heat the circumferential wall. A drawing jet device consisting of high-pressure, high-temperature steam for finely fibrillating the primary filaments formed by glass into secondary filaments must be installed separately from the heating-only burner, making the glass fiber forming device complicated and requiring high pressure , which is not preferable from the standpoint of effective use of heat because it requires a high-temperature steam generator. The three prior arts described above all use a jet heat source for finely forming a primary filament formed by molten glass discharged from the circumferential wall of a hollow cylindrical rotating body into a secondary filament. Since it requires a large-capacity heat source to heat the peripheral wall of the cylindrical rotating body, it is not suitable for the current situation where there is a strong need for energy conservation these days. On the other hand, there is a technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 106532/1983 as a fourth prior art which focuses on fuel saving and maintains the high quality of produced glass fibers. This fourth prior art basically has the configuration shown in FIGS. 1 and 2, in which a hollow cylindrical rotating body 2 is fixed to the lower end of a rotating shaft 1. , has a bottom wall 3, a peripheral wall 5 having a number of pores 4 for discharging molten glass, and an upper annular flange 6 formed inside the upper end of the peripheral wall 5, surrounding the rotating body 2. A drawing burner 7 is arranged, the rotating shaft 1 is arranged in an annular inner side 8 of the drawing burner 7, and the molten glass 9 is fed from a nozzle 10 through this annular inner side 8 into the rotating body 2. The elongated burner 7 injects a flame stream 14 consisting of a high-speed inner flame 12 and a relatively low-speed outer flame 13 from the crater 11. This jet flame stream 14
As will be described later, the pores 4 of the peripheral wall 5 of the rotating body 2
The primary filament formed at the tip of the small cone of molten glass discharged from the group is finely divided into secondary filaments, and the inner flame 12 has a speed capable of finely forming the secondary filaments. The speed of the outer flame 13 is attenuated to such an extent that it does not destroy the small cone of molten glass and the primary filament following it. The position of the nozzle 11 of the elongated burner 7 is selected at a position where the outer flame 13 comes into contact with the lower part of the outer surface of the peripheral wall 5 of the rotating body 2. Moreover, inside the upper annular flange 6 of the rotating body 2,
A heating burner 15 is attached, and the injection direction of the flame 16 is on the extended surface of the upper annular flange 6 and parallel to the surface of the flange 6. By contacting and passing through the upper surface or the upper and lower surfaces, heat is transferred to at least the upper annular flange 6 and the peripheral wall 5.
This is considered to be the extent of reaching the connection position with the In the fourth prior art having the above-described configuration, the molten glass 9 flowing down from the nozzle 10 with a constant flow rate controlled from the glass melting furnace (not shown) flows through the bottom wall of the rotating body 2 that is rotated at high speed by the rotating shaft 1. 3, it is distributed inside the circumferential wall 5 by the action of centrifugal force, and further discharged to the outside of the circumferential wall 5 through the pores 4 due to centrifugal force, forming a small circle corresponding to the opening surface of the pore 4 on the bottom surface. A jet flame stream 1 that forms a small cone of molten glass, is drawn into a primary filament at the apex of the small cone, and is injected from the nozzle 11 of the drawing burner 7.
The fibers are stretched to a portion of the inner flame 12 having a stretching capacity of 4, and are secondarily stretched and finely divided into secondary filaments to form glass fibers. The above-mentioned jet flame stream 14 exits the crater 11 of the elongated burner 7 and expands in width as it advances downward, and its speed is attenuated. From the viewpoint of heating the peripheral wall 5, it is preferable that the outer flame 13 be brought as close to the lower part of the outer surface of the peripheral wall 5 as possible without adversely affecting the formation of the small cone and the primary filament. However, when the inner flame 12, which has a speed capable of finely fibrillating the primary filament described above into secondary filaments, comes into contact with the outer surface of the peripheral wall 5, the molten glass discharged from the pores 4 of the peripheral wall 5 flows into the small conical shape described above. There is a thickness due to the adhesion of the molten glass that is smeared onto the outer surface of the peripheral wall 5 by the inner flame 12 and continuously discharged without having time to form the primary filament and the primary filament. If it becomes thick, it will be discharged in the form of random particles or fibers of uncontrolled thickness, and normal fiberization will not be achieved. As mentioned above, the outer flame 13 whose velocity is attenuated to the extent that it does not adversely affect the formation of the small cone of molten glass and the primary filament is moved as far as possible to the peripheral wall 5.
By bringing the peripheral wall 5 close to the lower part of the outer surface and keeping the temperature of the peripheral wall 5 high, it is possible to avoid a drop in the temperature of the molten glass passing through the pores 4, and the amount of molten glass necessary for forming a predetermined fiber is discharged from the pores 4. It is possible to do so. In the fourth prior art, the outer flame 13 of the jet flame stream 14
is brought into contact with the lower part of the outer surface of the peripheral wall 5 and the upper part of the peripheral wall 5 is also heated by the heating burner 15 to keep the peripheral wall 5 at a high temperature. When the height of the peripheral wall 5 in which the holes 4 are perforated is increased, the position of the lower end of the peripheral wall 5 becomes farther from the crater 11 of the extension burner 7,
Outer flame 1 of the jet flame stream 14 whose lower end is to be heated
In case of No. 3, it spreads too much and the amount of heat is insufficient, resulting in insufficient temperature rise. Of course, if the width of the crater 11 is widened and a large amount of fuel is supplied, the outer flame 13 can retain enough heat to raise the temperature of the lower end of the peripheral wall 5, but this is not an acceptable means for saving energy. By the way, in the fourth prior art, which aims to save fuel and produce high-quality glass fiber,
In order to increase the production amount of glass fibers, the height of the peripheral wall 5 of the rotating body 2 was increased, and the temperature distribution in the height direction of the peripheral wall 5 was the same as in the first, second, and third prior arts described above. It was confirmed through measurements that the temperature distribution in the height direction of the peripheral wall of the rotating body was different from any other. That is, the central region of the peripheral wall 5 has the highest temperature,
The upper region has a moderate temperature lower than the central region;
The lower region had the lowest temperature. This phenomenon occurs because the distance from the vent 11 of the elongated burner 7 to the lower end of the peripheral wall 5 increases, and the injected flame flow increases.
The outer flame 13 of No. 4 is diffused and does not have enough heat to raise the temperature of the lower part of the peripheral wall 5 to the required temperature, and the temperature of the part from the lower part of the peripheral wall 5 to the bottom wall 3 becomes low. It is recognized that When the high temperature molten glass 9 flowing down from the nozzle 10 comes into contact with the low temperature bottom wall 3, the viscosity of the molten glass increases due to the decrease in temperature, and the bottom wall 3
It is recognized that a highly viscous film is formed between the glass and the high-temperature molten glass that successively flows down. The high-temperature, low-viscosity molten glass that flows down one after another reaches the central region of the peripheral wall 5 without losing too much heat to the bottom wall 3 and the lower region of the peripheral wall 5, even though it comes into contact with the above-mentioned boundary film. Therefore, it is recognized that the central region has the highest temperature. The upper end of the peripheral wall 5 and the upper annular flange 6 have an air flow in the direction indicated by the arrow X in FIG. Although some cooling occurs, the upper part of the rotating body 2 is covered by a device of extension burners 7, and
The molten glass 9 flowing down from the nozzle 10 hits the bottom wall 3.
While being in contact with the above-mentioned membrane formed in the area of It is recognized that the temperature is the same. As mentioned above, based on the fourth prior art, when trying to increase the height of the peripheral wall 5 and reduce fuel consumption in order to increase the production amount of glass fiber,
It was found that the temperature distribution of the peripheral wall 5 is different from that of any of the first, second and third prior art, that is, the temperature is medium in the upper region of the peripheral wall 5, highest in the central region, and lowest in the lower region. . This phenomenon is caused by the fact that glass exhibits higher viscosity at the same temperature than glass, which is commonly used as glass fiber.
It also appears when glass fibers are produced using so-called hard glass that contains little or no alkali oxides such as NaO or K 2 O or BaO. The present invention basically utilizes the fourth prior art described above, and increases the height of the peripheral wall to increase the production amount of glass fibers, or when producing glass fibers from so-called hard glass. The resulting unique temperature distribution of the peripheral wall, that is, the temperature distribution is the highest in the central region of the peripheral wall, the upper region of the peripheral wall is lower than the central region, and the lower region of the peripheral wall is lower than the upper region. The purpose of the present invention is to provide an apparatus that can increase the production amount of high-quality glass fiber while maintaining the same level of energy consumption. As described in claim 1, the present invention has a bottom wall, a peripheral wall having a large number of pores for discharging molten glass, and an upper annular flange located inside the upper end of the peripheral wall. A hollow cylindrical rotating body,
the elongated burner's nozzle for finely fibrillating the primary filament formed at the tip of the small glass cone discharged from the rotating body into a secondary filament; Only the outer flame part of the flow whose velocity is attenuated to the extent that it does not destroy the small glass cone is placed in a position where it contacts the lower part of the outer surface of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body, and A heating burner is attached to the inside of the upper annular flange of the hollow cylindrical rotating body, and the heating burner has a flame jet direction on the extended surface of the upper annular flange and parallel to the surface of the upper annular flange. The heating degree is such that the flame contacts and passes through the upper surface or the upper and lower surfaces of the upper annular flange, and the heat reaches at least the connection position between the annular flange and the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body. In a centrifugal type glass fiber manufacturing apparatus, which is said to have a diameter of pores drilled in the central region of the peripheral wall, compared to the diameter of the pores drilled in the upper and lower regions of the peripheral wall. The structure is such that the diameter of the pores is small. As mentioned above, the pores in the upper region of the peripheral wall are distributed in the upper region of the peripheral wall of the rotating body, and have a slightly lower temperature and a lower viscosity than the molten glass distributed in the central region of the peripheral wall. A large amount of molten glass having a medium temperature and a medium viscosity at a slightly high temperature is discharged to form a thick primary filament, and this filament is placed close to the elongated burner's mouth and injected into an injection flame whose velocity is not attenuated. In the inner flame of the flow, it is drawn to the outer surface of the peripheral wall or to the farthest point and finely divided into secondary filaments. , its diameter is selected. The pores in the central region of the peripheral wall of the rotating body are distributed in the central region of the peripheral wall, allowing the molten glass having the highest temperature and lower viscosity to be discharged in a medium amount, smaller than in the upper region. A primary filament is formed and stretched to a position midway between the farthest position and the closest position from the surrounding wall in the inner flame of the jet flame stream whose velocity has been attenuated to some extent by moving slightly away from the elongated burner's mouth. The diameter is selected in consideration of the viscosity of the molten glass being used so that it can be finely divided into filaments and glass fibers of the target diameter can be obtained. The pores in the lower region of the peripheral wall of the rotating body are distributed to the lower region of the peripheral wall, and the molten glass that is at the lowest temperature and has the highest viscosity is discharged by contacting the low-temperature lower region and the bottom wall. Form a narrow primary filament, stretch it farthest from the elongated burner's mouth and close to the peripheral wall in the inner flame of the jet flame stream, where the velocity is considerably attenuated, and fiberize it into a secondary filament to form a filament with a target diameter. In order to obtain glass fibers, the diameter is selected in consideration of the viscosity of the glass used. More preferably, in addition to selecting the diameter of the pores, the thickness of the peripheral wall is also selected depending on the viscosity of the glass used in the upper region, the middle region, and the lower region. It is selected to be thin in the upper region, thicker in the middle region, and thinner in the lower region. Examples of the present invention will be described below. FIG. 3 shows the first embodiment, and FIG.
Only the circumferential wall 5 of the device of the fourth prior art, which has already been explained with reference to the figure, has been modified, and as shown in FIG. Pore 2 drilled in
The diameter of the pore 25 formed in the central region 24 is smaller than that of the holes 2 and 23. Figure 4 is a diagram showing the relationship between temperature and viscosity for three types of glasses, R, S and T.
is an example of a soft glass commonly used in the manufacture of glass fibers, and glasses S and T are examples of the so-called hard glasses mentioned above. The first example will be described below in comparison with the comparative example according to the fourth prior art described above. Comparative Example 1 According to the fourth prior art having the structure shown in FIGS. 1 and 2, glass fibers were produced using glass R shown in FIG. 4 with a pore diameter of 1 mm under the following conditions. (1) Height from the center of the pores 4 in the top row of the peripheral wall 5 to the center of the pores 4 in the bottom row: 30 mm (2) Number of 4 rows of pores: 30, total number of pores: 7710 (3) Glass R weighs 330 kg /h (4) Diameter of the rotating body 2: 300 mm (5) Thickness of the peripheral wall 5: 4 mm (6) Adjust the stretching burner 7 so that the average diameter of the obtained glass fibers is 7 microns As a result, the temperature of each part of the peripheral wall 5 The estimated temperature and estimated viscosity of the molten glass passing through each pore 4 are shown in Table 1, and the standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers was 3.77 microns. The fibrillation behavior of the secondary filament within the jet flame stream 14 was as shown in FIG. 7, and some tangles of glass fibers were observed.
【表】
実施例 1
前述の構成により、前記比較例1と同一のエネ
ルギー使用条件の下で第4図に示すガラスRを用
い、表2の細孔直径配分として次の条件でガラス
繊維の生産を行なつた。
(1) 周壁19の最上列の細孔中心から最下列の細
孔中心まで高さ50mm
(2) 細孔列数50列、細孔総数12850個
(3) ガラスRを560Kg/hで供給
(4) 回転体18の直径300mm
(5) 周壁19の厚さ4mm
(6) 得られるガラス繊維の平均直径7ミクロンと
なるよう延伸バーナー26を調整
その結果、周壁19における各部温度および各
細孔を通過する溶融ガラスの推定温度と推定粘度
とは表2のごとくなり、得られたガラス繊維の直
径分布の標準偏差は2.61ミクロンとなり、高品質
のガラス繊維が得られた。また噴射火炎流27内
における二次フイラメント28の細繊化挙動は第
3図に示すごとくであり、ガラス繊維のもつれは
ほとんど観察されなかつた。[Table] Example 1 With the above-described configuration, glass fiber was produced using the glass R shown in FIG. 4 under the same energy usage conditions as in Comparative Example 1, and under the following conditions with the pore diameter distribution in Table 2. I did this. (1) Height from the center of the pores in the top row of the peripheral wall 19 to the center of the pores in the bottom row: 50 mm (2) Number of pore rows: 50, total number of pores: 12,850 (3) Glass R is supplied at 560 kg/h ( 4) The diameter of the rotating body 18 is 300 mm. (5) The thickness of the peripheral wall 19 is 4 mm. (6) The stretching burner 26 is adjusted so that the average diameter of the obtained glass fiber is 7 microns. As a result, the temperature of each part of the peripheral wall 19 and each pore are adjusted. The estimated temperature and estimated viscosity of the molten glass passing through it are shown in Table 2, and the standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers was 2.61 microns, indicating that high quality glass fibers were obtained. Further, the fibrillation behavior of the secondary filament 28 within the jet flame stream 27 was as shown in FIG. 3, and almost no entanglement of glass fibers was observed.
【表】
上述の第1の実施例と比較例との対比から明ら
かなように、本発明によれば、エネルギー消費の
増加を全く要せずして高品質のガラス繊維を量産
しうるのである。
第5図は第2の実施例であつて、第1の実施例
に比し、回転体29を短かく形成したものであ
り、以下比較例との対比において説明する。
比較例 2
第1図、第2図に示される第4先行技術の装置
により、第4図に示される所謂硬いガラスたるガ
ラスSを用い、細径直径1mmとして、次の条件で
ガラス繊維の生産を行なつた。
(1) 周壁の最上列の細孔の中心から最下列の細孔
の中心までの高さ30mm
(2) 細孔列数30例、細孔総数7710個
(3) ガラスSを330Kg/hで供給
(4) 回転体の直径300mm
(5) 周壁の厚さ4mm
(6) 得られるガラス繊維の平均直径7ミクロンと
なるよう延伸バーナーを調整
(7) ガラスSが所謂硬いガラスであるため、延伸
バーナーおよび加熱バーナーに、第4図のガラ
スRを用いてガラス繊維を得る場合より多量の
燃料を供給し、バーナー類の負荷を大とする。
その結果、周壁の各部温度、各細孔を通過する
溶融ガラスの推定温度と推定粘度とは表3のごと
くとなり、得られたガラス繊維の直径分布の標準
偏差は4.69ミクロンであり、望ましくない値であ
つた。
そして噴射火炎流内における二次フイラメント
の細繊化挙動は第7図に示されるものとほとんど
同様であり、若干の繊維のもつれが観察された。[Table] As is clear from the comparison between the first example and the comparative example described above, according to the present invention, high-quality glass fiber can be mass-produced without any increase in energy consumption. . FIG. 5 shows a second embodiment in which the rotating body 29 is made shorter than that of the first embodiment, and will be explained below in comparison with a comparative example. Comparative Example 2 Using the apparatus of the fourth prior art shown in FIGS. 1 and 2, glass fiber was produced using the so-called hard glass barrel S shown in FIG. 4, with a small diameter of 1 mm, under the following conditions. I did this. (1) Height from the center of the pores in the top row of the peripheral wall to the center of the pores in the bottom row: 30 mm (2) Number of pore rows: 30, total number of pores: 7710 (3) Glass S at 330 kg/h Supply (4) Diameter of the rotating body: 300 mm (5) Thickness of the peripheral wall: 4 mm (6) Adjust the stretching burner so that the average diameter of the resulting glass fibers is 7 microns (7) Since the glass S is a so-called hard glass, it is difficult to stretch it. A larger amount of fuel is supplied to the burner and the heating burner than when glass fibers are obtained using the glass R shown in FIG. 4, and the load on the burners is increased. As a result, the temperature of each part of the peripheral wall, the estimated temperature and estimated viscosity of the molten glass passing through each pore are as shown in Table 3, and the standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers is 4.69 microns, which is an undesirable value. It was hot. The fibrillation behavior of the secondary filament within the jet flame stream was almost the same as that shown in FIG. 7, and some fiber entanglement was observed.
前述の発明の構成により、比較例2の場合より
も、バーナー類への燃料供給量を少なくしたエネ
ルギー使用条件の下で、第4図に示すガラスSを
用い、表4に示す細孔直径配分として、次の条件
でガラス繊維の生産を行なつた。
(1) 第5図に示される回転体29の周壁30の最
上列の細孔中心から最下列の、細孔中心までの
高さ30mm
(2) 細孔列数30列、細孔総数7710個
(3) ガラスSを330Kg/hで供給
(4) 回転体29の直径300mm
(5) 周壁30の厚さ4mm
(6) 得られるガラス繊維の平均直径が7ミクロン
となるよう延伸バーナー31を調整
その結果、周壁30における各部温度および各
細孔を通過する溶融ガラスの推定温度と推定粘度
とは、表4のごとくになり、得られたガラス繊維
の直径、分布の標準偏差は2.58ミクロンであり、
比較例2に比し、エネルギー消費の増加を伴なう
ことなく高品質のガラス繊維が得られた。
また噴射火炎流32内における二次フイラメン
ト33の細繊化挙動は第5図に示すごとくであ
り、ガラス繊維のもつれはほとんど観察されなか
つた。
With the configuration of the invention described above, the pore diameter distribution shown in Table 4 was achieved using the glass S shown in FIG. Glass fiber was produced under the following conditions. (1) Height from the center of the pores in the top row to the center of the pores in the bottom row of the peripheral wall 30 of the rotating body 29 shown in Figure 5: 30 mm (2) Number of pore rows: 30, total number of pores: 7710 (3) Supply glass S at 330 kg/h (4) Diameter of rotating body 29 300 mm (5) Thickness of peripheral wall 30 4 mm (6) Adjust stretching burner 31 so that the average diameter of the obtained glass fibers is 7 microns As a result, the temperature of each part of the peripheral wall 30 and the estimated temperature and viscosity of the molten glass passing through each pore are as shown in Table 4, and the diameter and standard deviation of the distribution of the obtained glass fibers are 2.58 microns. ,
Compared to Comparative Example 2, high quality glass fibers were obtained without an increase in energy consumption. Further, the fibrillation behavior of the secondary filament 33 within the jet flame stream 32 was as shown in FIG. 5, and almost no entanglement of glass fibers was observed.
前述の第2の実施例の1における延伸バーナー
31の燃料を若干絞つてガラス繊維の生産を行な
つたところ、周壁30の各部温度および各細孔を
通過する溶融ガラスの推定温度と推定粘度とは、
表5のごとくになり、得られたガラス繊維の直径
分布の標準偏差は2.60ミクロンであつた。
また噴射火炎流内における二次フイラメントの
細繊化挙動は第5図に示されるものとほとんど同
様であつた。
When glass fiber was produced by slightly reducing the fuel in the drawing burner 31 in 1 of the second embodiment described above, the temperature of each part of the peripheral wall 30 and the estimated temperature and estimated viscosity of the molten glass passing through each pore were determined. teeth,
Table 5 shows that the standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers was 2.60 microns. Furthermore, the fibrillation behavior of the secondary filament within the jet flame stream was almost the same as that shown in FIG.
第4図に示すガラスTを用い、表6に示す細孔
直径配分とし、他の条件を第2の実施例の1と同
一としてガラス繊維の生産を行なつたところ、周
壁の各部温度および各細孔を通過する溶融ガラス
の推定温度と推定粘度とは、表6のごとくなり、
得られたガラス繊維の直径分布の標準偏差は2.63
ミクロンであり、噴射火炎流内における二次フイ
ラメントの細繊化挙動は第5図に示されるものと
ほとんど同様であつた。
Glass fibers were produced using the glass T shown in FIG. 4, with the pore diameter distribution shown in Table 6, and with the other conditions being the same as in Example 1 of the second example. The estimated temperature and estimated viscosity of the molten glass passing through the pores are as shown in Table 6.
The standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers is 2.63
microns, and the fibrillation behavior of the secondary filament within the jet flame stream was almost similar to that shown in FIG.
第4図に示されるガラスTを用い表7に示す細
孔直径配分とし、第2の実施例の1と同一のエネ
ルギー使用条件の下で、次の条件によりガラス繊
維の生産を行つた。
(1) 第6図に示される回転体34の周壁35の最
上列の細孔中心から最下列の細孔中心までの高
さ30mm
(2) 細孔列数30列、細孔総数7710個
(3) ガラスTを330Kg/hで供給
(4) 回転体34の直径300mm
(5) 周壁35の厚さを表7に示される数値のごと
く、周壁35の上部域で薄く、中央部域で厚
く、下部域で前2者の中間の厚さとする
(6) 細孔直径配分を表7のごとき配分とする
(7) 得られるガラス繊維の平均直径が7ミクロン
となるよう延伸バーナー36を調整
その結果、周壁35における各部温度および各
細孔を通過する溶融ガラスの推定温度と推定粘度
とは、表7のごとくになり、得られたガラス繊維
の直径分布の標準偏差は274ミクロンであつた。
そして噴者火炎流37内における二次フイラメ
ントの細繊化挙動は第6図に示されるごとくであ
り、ガラス繊維のもつれはほとんど観察されなか
つた。
Using the glass T shown in FIG. 4 and having the pore diameter distribution shown in Table 7, glass fibers were produced under the same energy usage conditions as in Example 1 of the second example as follows. (1) Height from the center of the pores in the top row to the center of the pores in the bottom row of the peripheral wall 35 of the rotating body 34 shown in FIG. 6 is 30 mm (2) Number of pore rows is 30, total number of pores is 7710 ( 3) Glass T is supplied at 330 kg/h (4) Diameter of rotating body 34 is 300 mm (5) Thickness of peripheral wall 35 is as shown in Table 7, thinner in the upper region and thicker in the central region. (6) Set the pore diameter distribution as shown in Table 7 (7) Adjust the drawing burner 36 so that the average diameter of the glass fibers obtained is 7 microns. As a result, the temperature of each part of the peripheral wall 35 and the estimated temperature and viscosity of the molten glass passing through each pore were as shown in Table 7, and the standard deviation of the diameter distribution of the obtained glass fibers was 274 microns. The fibrillation behavior of the secondary filament within the jet flame stream 37 was as shown in FIG. 6, and almost no entanglement of glass fibers was observed.
【表】
なお、上述の各実施例において、回転体の周壁
内側に配分される溶融ガラスの温度について検討
するに、このガラスの失透温度に近接する程低い
個所が生ずる。
この現象に対処するためには、溶融ガラスが回
転体の内側に滞溜する部分を極力無くすることが
必要であり、そのため、各実施例では、第3図、
第5図、第6図に示されるように、回転体の周壁
に多数穿設する溶融ガラス吐出用の細孔を底壁の
内面と周壁の内側との境界に接する位置から、周
壁の内側と上部環状フランジの内面との境界に接
する位置までに、一様に穿設することにより、ガ
ラスの失透が発生する時間的余裕を与えずに、細
孔から溶融ガラスを吐出させ、細繊化している。
また、使用するガラスの温度・粘度曲線におい
て、温度の変化に従つて粘度が急激に変化するよ
うな溶融ガラスを使用する際には、中空筒状の回
転体として、その周壁の厚さが、上部域および下
部域に比して中央部域が厚いか、あるいは周壁の
厚さが、中央部域で最も厚く、上部域で最も薄
く、下部域で中間の厚さとなる回転体を用い、そ
の周壁に、上部域および下部域にそれぞれ穿設さ
れる細孔の直径に比し、中央部域に穿設される細
孔の直径が小となるよう直径を選択して細孔を穿
設すれば、上記特性の溶融ガラスに対処しうる。
本発明は以上説明した構成、作用のものであつ
て、従来実施されていたガラス繊維の生産時の消
費されていたエネルギー量を増大させることな
く、より大量の高品質のガラス繊維、あるいは、
従来普通に使用されていたガラスより硬質のガラ
スを原料として高品質の硬いガラスのガラス繊維
を、ガラス繊維のからみ合い等を生ずることなく
生産しうる効果を奏し、中空筒状の回転体の構造
を変更するのみで、エネルギー消費量の増大と
か、設備の複雑化等を伴なうことなく、高品質の
ガラス繊維の生産できる効果を奏する。[Table] In each of the above embodiments, when considering the temperature of the molten glass distributed inside the peripheral wall of the rotating body, the closer the temperature is to the devitrification temperature of the glass, the lower the temperature appears. In order to deal with this phenomenon, it is necessary to eliminate as much as possible the portion where the molten glass accumulates inside the rotating body.
As shown in Figures 5 and 6, a large number of molten glass discharge holes are drilled in the peripheral wall of the rotating body from a position touching the boundary between the inner surface of the bottom wall and the inner side of the peripheral wall, and the inside of the peripheral wall. By making the holes uniformly up to the point where they touch the boundary with the inner surface of the upper annular flange, the molten glass is discharged from the pores and finely divided without giving time for devitrification of the glass to occur. ing. In addition, when using molten glass whose viscosity changes rapidly as the temperature changes in the temperature-viscosity curve of the glass used, the thickness of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body should be Using a rotating body in which the central region is thicker than the upper and lower regions, or the peripheral wall is thickest in the central region, thinnest in the upper region, and intermediate in the lower region, The pores are formed in the peripheral wall by selecting a diameter such that the diameter of the pore formed in the central region is smaller than the diameter of the pore formed in the upper region and the lower region, respectively. For example, it can be used with molten glass having the above characteristics. The present invention has the structure and operation described above, and can produce a larger amount of high-quality glass fiber or
The structure of the hollow cylindrical rotating body has the effect of producing high quality hard glass fibers without entanglement of glass fibers using glass harder than conventionally used glass as a raw material. By simply changing this, it is possible to produce high-quality glass fiber without increasing energy consumption or complicating equipment.
第1図は従来のガラス繊維化装置の1例の略示
縦断面図、第2図は第1図に示すものの要部の略
示拡大断面図、第3図は本発明の第1の実施例の
要部の略示拡大断面図、第4図はガラスの温度と
粘度との関係を示す線図、第5図は第2の実施例
の要部の略示拡大断面図、第6図は第3の実施例
の要部の略示拡大断面図、第7図は従来装置の要
部の略示拡大断面図である。
1:回転軸、2:回転体、3:底壁、4:細
孔、5:周壁、6:上部環状フランジ、7:延伸
バーナー、11:火口、12:内炎、13:外
炎、14:噴射火炎流、15:加熱バーナー、1
6:火炎。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of an example of a conventional glass fiber forming apparatus, FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of the main part of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between glass temperature and viscosity. FIG. 5 is a schematic enlarged sectional view of the main parts of the second embodiment. FIG. 6 7 is a schematic enlarged sectional view of the main part of the third embodiment, and FIG. 7 is a schematic enlarged sectional view of the main part of the conventional device. 1: Rotating shaft, 2: Rotating body, 3: Bottom wall, 4: Pore, 5: Peripheral wall, 6: Upper annular flange, 7: Extension burner, 11: Crater, 12: Inner flame, 13: Outer flame, 14 : Injection flame stream, 15: Heating burner, 1
6: Flame.
Claims (1)
設されている周壁と、周壁上端内側に位置する上
部環状フランジとを有する中空筒状の回転体と、
該回転体から吐出されたガラス小円錐体の先端に
形成される一次フイラメントを二次フイラメント
に細繊化する延伸バーナーの火口とを備え、前記
延伸バーナーの火口は、該火口から噴射された火
炎流のうちの、前記ガラス小円錐体を破壊しない
までに速度の減衰された外炎部分のみが、前記中
空筒状の回転体の周壁の外表面下部に接触する位
置に配設されていると共に、前記中空筒状の回転
体の上部環状フランジの内側には、加熱バーナー
が付設されており、該加熱バーナーは、火炎の噴
射方向が上部環状フランジの延長面上で、上部環
状フランジの面と平行する方向とされ、その加熱
度合は、火炎が前記上部環状フランジの上面ある
いは上面および下面に接触通過し、熱が、少なく
とも該環状フランジと中空筒状の回転体の周壁と
の接続位置にまで到達する程度とされている遠心
式のガラス繊維の製造装置において、前記周壁の
上部域と下部域とに穿設されている細孔の直径に
比較して周壁の中央部域に穿設されている細孔の
直径が小さいことを特徴とする中空筒状回転体を
用いるガラスの繊維化装置。 2 中空筒状回転体の周壁の上部域と下部域との
厚さに比較して、該周壁の中央部域の厚さが厚い
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の中
空筒状回転体を用いるガラスの繊維化装置。 3 中空筒状回転体の周壁の厚さが、上部域で最
も薄く、中央部域で最も厚く、下部域で上部域と
中央部域との中間の厚さとされている特許請求の
範囲第1項記載の中空筒状回転体を用いるガラス
の繊維化装置。 4 中空筒状回転体の周壁に穿設されている細孔
が、該回転体の底壁の内側と周壁の内側との境界
に接する位置から、該回転体の上部環状フランジ
の内側と周壁の内側との境界に接する位置に至る
までの間に形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の中空筒状回転体を用いる
ガラスの繊維化装置。[Scope of Claims] 1. A hollow cylindrical rotating body having a bottom wall, a peripheral wall having a plurality of pores for discharging molten glass, and an upper annular flange located inside the upper end of the peripheral wall;
the elongated burner's nozzle for finely fibrillating the primary filament formed at the tip of the small glass cone discharged from the rotating body into a secondary filament; Only the outer flame portion of the flow whose velocity is attenuated to the extent that it does not destroy the small glass cone is disposed at a position where it contacts the lower part of the outer surface of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body. A heating burner is attached to the inside of the upper annular flange of the hollow cylindrical rotating body, and the heating burner has a flame jet direction that is on the extended surface of the upper annular flange and is aligned with the surface of the upper annular flange. The heating degree is such that the flame passes through contact with the upper surface or the upper and lower surfaces of the upper annular flange, and the heat reaches at least the connection position between the annular flange and the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body. In a centrifugal glass fiber production device that is said to have a diameter of 100 to 300 mm, the diameter of the pores drilled in the central region of the peripheral wall is smaller than the diameter of the pores drilled in the upper and lower regions of the peripheral wall. A glass fiberizing device using a hollow cylindrical rotating body characterized by small diameter pores. 2. The hollow cylinder according to claim 1, wherein the central region of the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body is thicker than the thickness of the upper region and the lower region of the peripheral wall. A glass fiberizing device that uses a shaped rotating body. 3 The thickness of the circumferential wall of the hollow cylindrical rotating body is the thinnest in the upper region, the thickest in the central region, and the thickness in the lower region is intermediate between the upper region and the central region. A glass fiberizing apparatus using the hollow cylindrical rotating body described in 1. 4. The pores drilled in the peripheral wall of the hollow cylindrical rotating body extend from the position where the holes are in contact with the boundary between the inside of the bottom wall of the rotating body and the inside of the peripheral wall, and between the inside of the upper annular flange of the rotating body and the peripheral wall. A glass fiberizing apparatus using a hollow cylindrical rotating body according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical rotating body is formed up to a position where it contacts the boundary with the inside.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096078A JPS59223246A (en) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | Method and device for forming fiber of glass by using hollow cylindrical rotating body |
| GB08413573A GB2144115B (en) | 1983-05-31 | 1984-05-29 | Method of forming fibers from glass and apparatus therefor |
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| CA000455483A CA1218851A (en) | 1983-05-31 | 1984-05-30 | Method of forming fibers from glass and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP58096078A JPS59223246A (en) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | Method and device for forming fiber of glass by using hollow cylindrical rotating body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59223246A JPS59223246A (en) | 1984-12-15 |
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Family Applications (1)
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-
1984
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- 1984-05-29 IN IN397/MAS/84A patent/IN160914B/en unknown
- 1984-05-29 GB GB08413573A patent/GB2144115B/en not_active Expired
- 1984-05-30 CA CA000455483A patent/CA1218851A/en not_active Expired
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| IT8448274A1 (en) | 1985-11-29 |
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| GB8413573D0 (en) | 1984-07-04 |
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