JPH0346412B2 - - Google Patents
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- JPH0346412B2 JPH0346412B2 JP57164432A JP16443282A JPH0346412B2 JP H0346412 B2 JPH0346412 B2 JP H0346412B2 JP 57164432 A JP57164432 A JP 57164432A JP 16443282 A JP16443282 A JP 16443282A JP H0346412 B2 JPH0346412 B2 JP H0346412B2
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- JP
- Japan
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- molten glass
- tank
- spinning
- nozzle
- glass
- Prior art date
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Classifications
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、中空ガラス繊維の紡糸方法及びその
装置に関する。
装置に関する。
ガラス繊維は、人造無機繊維として最も生産量
が多く、利用技術も進んでいるが、最近急速に生
産量が増大してきている炭素繊維に比べ、密度が
大きい、弾性率が小さいなどの欠点がある為、こ
れを克服し、さらに新たな機能を持たせる為に中
空ガラス繊維が開発された。
が多く、利用技術も進んでいるが、最近急速に生
産量が増大してきている炭素繊維に比べ、密度が
大きい、弾性率が小さいなどの欠点がある為、こ
れを克服し、さらに新たな機能を持たせる為に中
空ガラス繊維が開発された。
中空ガラス繊維は、ガラス繊維の紡糸中に偶発
的に且つ局部的に形成されることがあるが、この
場合はむしろ欠陥ガラス繊維として取扱われる。
的に且つ局部的に形成されることがあるが、この
場合はむしろ欠陥ガラス繊維として取扱われる。
中空ガラス繊維を作るには、従来第１図に示す
如く溶融ガラス槽１の底に紡糸ノズル２を設け、
その紡糸ノズル２に空気導入管３の先端部を挿入
して溶融ガラス槽１内に垂直に立設して成る紡糸
装置４を用いて、紡糸ノズル２から溶融ガラス槽
１内の溶融ガラス５を吐出すると同時にその溶融
ガラス５中に空気導入管３を通して空気をまき込
んで、中空ガラス繊維６を作つていた。
如く溶融ガラス槽１の底に紡糸ノズル２を設け、
その紡糸ノズル２に空気導入管３の先端部を挿入
して溶融ガラス槽１内に垂直に立設して成る紡糸
装置４を用いて、紡糸ノズル２から溶融ガラス槽
１内の溶融ガラス５を吐出すると同時にその溶融
ガラス５中に空気導入管３を通して空気をまき込
んで、中空ガラス繊維６を作つていた。
ところで前記の紡糸装置４では中空ガラス繊維
６が容易に得られる反面、空気導入管３の装着が
極めて困難であり、高温運転時垂直な空気導入管
３が紡糸ノズル２と芯ずれしたり、傾いたりして
装置４が不安定となり、また溶融ガラス槽１の底
に多数の紡糸ノズル２を設けることが困難であ
り、さらに運転保守に常時監視が必要である。従
つて量産に不向きであり、得られる中空ガラス繊
維６は高価なものとなり、且つ品質不良なものも
あつた。
６が容易に得られる反面、空気導入管３の装着が
極めて困難であり、高温運転時垂直な空気導入管
３が紡糸ノズル２と芯ずれしたり、傾いたりして
装置４が不安定となり、また溶融ガラス槽１の底
に多数の紡糸ノズル２を設けることが困難であ
り、さらに運転保守に常時監視が必要である。従
つて量産に不向きであり、得られる中空ガラス繊
維６は高価なものとなり、且つ品質不良なものも
あつた。
そこで本発明者らは斯かる中空ガラス繊維６の
紡糸装置４に代わる装置の開発に先立つて、前記
紡糸装置４に於ける紡糸ノズル２の付近の溶融ガ
ラスの流出挙動を詳細に調べた結果、次のことが
判明した。
紡糸装置４に代わる装置の開発に先立つて、前記
紡糸装置４に於ける紡糸ノズル２の付近の溶融ガ
ラスの流出挙動を詳細に調べた結果、次のことが
判明した。
(1) 紡糸ノズル２の中心上部の溶融ガラス５が最
も早く流れる。
も早く流れる。
(2) 流速線は紡糸ノズル２の中心部から外に向か
つて詰まつている。ここで、流速線とは、微小
領域（層）の溶融ガラス５の流れが時間ととも
に変化することを示したもので、紡糸ノズル２
の中央部に位置する溶融ガラス５が最も早く流
出し、外側の方は遅くなつている。
つて詰まつている。ここで、流速線とは、微小
領域（層）の溶融ガラス５の流れが時間ととも
に変化することを示したもので、紡糸ノズル２
の中央部に位置する溶融ガラス５が最も早く流
出し、外側の方は遅くなつている。
(3) 紡糸ノズル２の上部のノズル径に相当する距
離の範囲内で、溶融ガラス５の最も早く流れて
いる部分がノズル径の1/3程度の位置である。
離の範囲内で、溶融ガラス５の最も早く流れて
いる部分がノズル径の1/3程度の位置である。
従つて、溶融ガラス５の最も早く流れる部分に
空気をまき込むことにより、中空ガラス繊維６を
容易に作り出せることが判つた。即ち、溶融ガラ
ス５の液深をノズル径程度に保持すると溶融ガラ
ス５を引き出すだけで容易に中空ガラス繊維６を
作り出せることが判つた。但し、ノズル形状によ
り最適液深は変化するが、一般的にはノズル径の
10倍以下である。
空気をまき込むことにより、中空ガラス繊維６を
容易に作り出せることが判つた。即ち、溶融ガラ
ス５の液深をノズル径程度に保持すると溶融ガラ
ス５を引き出すだけで容易に中空ガラス繊維６を
作り出せることが判つた。但し、ノズル形状によ
り最適液深は変化するが、一般的にはノズル径の
10倍以下である。
一方、溶融ガラス５の液深を浅くすると、液圧
が小さくなり、溶融ガラス５の流出力が小さくな
り、連続的に中空ガラス繊維６を紡糸することが
困難になる。
が小さくなり、溶融ガラス５の流出力が小さくな
り、連続的に中空ガラス繊維６を紡糸することが
困難になる。
本発明は上記の点に着目してなされたものであ
り、溶融ガラスを自身の液圧或いは外部よりの圧
力調整により連続的に除々に流下させて薄い溶融
ガラス層を形成し、この薄い溶融ガラス層から溶
融ガラスが引き出すと共に空気をまき込んで中空
ガラス繊維を紡糸する方法とその装置を提供する
ことを目的とするものである。
り、溶融ガラスを自身の液圧或いは外部よりの圧
力調整により連続的に除々に流下させて薄い溶融
ガラス層を形成し、この薄い溶融ガラス層から溶
融ガラスが引き出すと共に空気をまき込んで中空
ガラス繊維を紡糸する方法とその装置を提供する
ことを目的とするものである。
以下本発明による中空ガラス繊維の紡糸方法及
びその装置を図面に基いて説明する。先ず紡糸方
法を実施する為の紡糸装置の一例を第２図ａ，ｂ
によつて説明すると、１０は多量の溶融ガラス５
を保持する溶融ガラス槽で、この溶融ガラス槽１
０の底に複数個本例では４個の溶融ガラス流下ノ
ズル１１が前後左右に等間隔に設けられている。
この溶融ガラス流下ノズル１１の下方には前記溶
融ガラス槽１０と同一平面積になされ周壁により
連絡されていて、底面に複数本例では９個の紡糸
ノズル１３が前記溶融ガラス流下ノズル１１の投
影位置の周囲斜め方向位置に等間隔に設けられて
いるトレイ１２が設けられ、薄い溶融ガラス層を
形成する。前記溶融ガラス流下ノズル１１の周囲
は溶融ガラス槽１０とトレイ１２を連結した周壁
により空気層形成槽１４が形成され、この空気層
形成槽１４には空気導入管１５が連通されてい
る。
びその装置を図面に基いて説明する。先ず紡糸方
法を実施する為の紡糸装置の一例を第２図ａ，ｂ
によつて説明すると、１０は多量の溶融ガラス５
を保持する溶融ガラス槽で、この溶融ガラス槽１
０の底に複数個本例では４個の溶融ガラス流下ノ
ズル１１が前後左右に等間隔に設けられている。
この溶融ガラス流下ノズル１１の下方には前記溶
融ガラス槽１０と同一平面積になされ周壁により
連絡されていて、底面に複数本例では９個の紡糸
ノズル１３が前記溶融ガラス流下ノズル１１の投
影位置の周囲斜め方向位置に等間隔に設けられて
いるトレイ１２が設けられ、薄い溶融ガラス層を
形成する。前記溶融ガラス流下ノズル１１の周囲
は溶融ガラス槽１０とトレイ１２を連結した周壁
により空気層形成槽１４が形成され、この空気層
形成槽１４には空気導入管１５が連通されてい
る。
次にかかる構造の紡糸装置１６を用いる本発明
の紡糸方法について説明する。溶融ガラス槽１０
に保持された溶融ガラス５を自身の液圧あるいは
外部よりの圧力調整により溶融ガラス槽１０の底
の溶融ガラス流下ノズル１１より連続的に除々に
流下させてトレイ１２上に受容させて溶融ガラス
５を一定の薄い溶融ガラス層１８と成し、然る後
この薄い溶融ガラス層１８から溶融ガラス５を紡
糸ノズル１３を通して引き出すと共にその引き出
しによる吸引圧により溶融ガラス槽とトレイを連
絡した周壁により溶融ガラス流下ノズルの周囲に
形成される空気層形成槽１４中の空気をまき込ん
で中空ガラス繊維１９を紡糸する。
の紡糸方法について説明する。溶融ガラス槽１０
に保持された溶融ガラス５を自身の液圧あるいは
外部よりの圧力調整により溶融ガラス槽１０の底
の溶融ガラス流下ノズル１１より連続的に除々に
流下させてトレイ１２上に受容させて溶融ガラス
５を一定の薄い溶融ガラス層１８と成し、然る後
この薄い溶融ガラス層１８から溶融ガラス５を紡
糸ノズル１３を通して引き出すと共にその引き出
しによる吸引圧により溶融ガラス槽とトレイを連
絡した周壁により溶融ガラス流下ノズルの周囲に
形成される空気層形成槽１４中の空気をまき込ん
で中空ガラス繊維１９を紡糸する。
尚、空気層形成槽１４中には積極的に空気を供
給して溶融ガラス槽１０の液圧とバランスさせる
のが好ましい。但し、空気層を保持する部分は閉
された空間でなくとも、大気に開放された空間で
も良い。閉された空気層を作りだせば溶融ガラス
の液圧を直接ノズルから流出する溶融ガラスに伝
えられるため紡糸は容易になる。しかし、溶融ガ
ラスの液圧で充分制御された薄い溶融ガラス層が
確保でき紡糸できれば、空気層は大気に開放され
ていてもさしつかえない。
給して溶融ガラス槽１０の液圧とバランスさせる
のが好ましい。但し、空気層を保持する部分は閉
された空間でなくとも、大気に開放された空間で
も良い。閉された空気層を作りだせば溶融ガラス
の液圧を直接ノズルから流出する溶融ガラスに伝
えられるため紡糸は容易になる。しかし、溶融ガ
ラスの液圧で充分制御された薄い溶融ガラス層が
確保でき紡糸できれば、空気層は大気に開放され
ていてもさしつかえない。
以上の如く紡糸された中空ガラス繊維１９は、
肉厚が全周略均一で内外周面に芯ずれが殆んど無
く、また全長に亘つて全周の肉厚が略均一で局部
的に肉厚の薄い個所は殆んど無く、寸法精度の高
い品質良好なものである。
肉厚が全周略均一で内外周面に芯ずれが殆んど無
く、また全長に亘つて全周の肉厚が略均一で局部
的に肉厚の薄い個所は殆んど無く、寸法精度の高
い品質良好なものである。
そこで本発明の中空ガラス繊維の紡糸方法の効
果を明らかにする為に、その具体的な実施例と従
来例について説明する。
果を明らかにする為に、その具体的な実施例と従
来例について説明する。
実施例 １
第２図ａ，ｂに示す構造の白金製の紡糸装置１
６に於いて溶融ガラス槽１０寸法が縦100mm、横
100mmの断面方形で高さ150mm、溶融ガラス流下ノ
ズル１１の直径4.0mm、長さ7.0mm、トレイ１２の
深さ10mm、紡糸ノズル１３の直径2.0mm、長さ0.5
mm、空気層形成槽１４の高さ7.0mm、空気供給管
１５の内径4.0mmとなした紡糸装置１６を用いて
下記の紡糸条件にてＥタイプガラスより成る溶融
ガラス５を紡糸して中空ガラス繊維１９を得た。
６に於いて溶融ガラス槽１０寸法が縦100mm、横
100mmの断面方形で高さ150mm、溶融ガラス流下ノ
ズル１１の直径4.0mm、長さ7.0mm、トレイ１２の
深さ10mm、紡糸ノズル１３の直径2.0mm、長さ0.5
mm、空気層形成槽１４の高さ7.0mm、空気供給管
１５の内径4.0mmとなした紡糸装置１６を用いて
下記の紡糸条件にてＥタイプガラスより成る溶融
ガラス５を紡糸して中空ガラス繊維１９を得た。
紡糸条件
溶融ガラス温度 1260℃
紡糸ノズル温度 1050℃
溶融ガラス液深 40mm
薄い溶融ガラス層 ３mm
紡糸速度 500ｍ／min
得られた中空ガラス繊維
繊維径 14μｍ
中空率 25％
肉 厚 最大5μｍ、最小3μｍ
実施例 ２
実施例１と同一の紡糸装置１６を用いて下記の
紡糸条件にてＥタイプガラスより成る溶融ガラス
５を紡糸して中空ガラス繊維１９を得た。
紡糸条件にてＥタイプガラスより成る溶融ガラス
５を紡糸して中空ガラス繊維１９を得た。
紡糸条件
溶融ガラス温度 1260℃
紡糸ノズル温度 1050℃
溶融ガラス液深 40mm
薄い溶融ガラス層 ３mm
紡糸速度 800ｍ／min
得られた中空ガラス繊維
繊維径 12μｍ
中空率 30％
肉 厚 最大4μｍ、最小2μｍ
実施例 ３
薄い溶融ガラス層１８の液深を変える為に、溶
融ガラス流下ノズル１１の長さのみ5.0mmと変更
し、その他は実施例１と同じ寸法の紡糸装置１６
を用いて下記の紡糸条件にてＥタイプガラスより
成る溶融ガラス５を紡糸して中空ガラス繊維１９
を得た。
融ガラス流下ノズル１１の長さのみ5.0mmと変更
し、その他は実施例１と同じ寸法の紡糸装置１６
を用いて下記の紡糸条件にてＥタイプガラスより
成る溶融ガラス５を紡糸して中空ガラス繊維１９
を得た。
紡糸条件
溶融ガラス温度 1250℃
紡糸ノズル温度 1050℃
溶融ガラス液深 100mm
薄い溶融ガラス層 ５mm
紡糸速度 800ｍ／min
得られた中空ガラス繊維
繊維径 13μｍ
中空率 20％
肉 厚 最大4μｍ、最小3μｍ
従来例
第１図に示す構造の白金製の紡糸装置４に於い
て、溶融ガラス槽１の寸法が縦50mm、横50mmの断
面方形で高さ100mm、紡糸ノズル２の直径4.0mm、
長さ5.0mm、開口径2.0mm、空気導入管３の直径1.0
mmとなした紡糸装置４を用いて下記の紡糸条件に
てＥタイプガラスより成る溶融ガラス５を紡糸し
て中空ガラス繊維６を得た。
て、溶融ガラス槽１の寸法が縦50mm、横50mmの断
面方形で高さ100mm、紡糸ノズル２の直径4.0mm、
長さ5.0mm、開口径2.0mm、空気導入管３の直径1.0
mmとなした紡糸装置４を用いて下記の紡糸条件に
てＥタイプガラスより成る溶融ガラス５を紡糸し
て中空ガラス繊維６を得た。
紡糸条件
溶融ガラス温度 1260℃
紡糸ノズル温度 1050℃
紡糸速度 500ｍ／min
得られた中空ガラス繊維
繊維径 20μｍ
中空率 13％
肉 厚 最大9μｍ、最小5μｍ
上記の如く実施例１、２、３の中空ガラス繊維
は、従来例の中空ガラス繊維に比べ繊維径が細
く、中空率が高く、肉厚のばらつきが極めて少な
く略均一な肉厚で、寸法精度が高く、品質良好で
あることが判る。
は、従来例の中空ガラス繊維に比べ繊維径が細
く、中空率が高く、肉厚のばらつきが極めて少な
く略均一な肉厚で、寸法精度が高く、品質良好で
あることが判る。
尚、前記実施例の紡糸装置１６の溶融ガラス流
下ノズル１１及びトレイ１２は、溶融ガラス槽１
０と同一平面上にあるが、第３図に示す如く溶融
ガラス槽１０と底部側方に案内部２０を設け、こ
の案内部２０の底に溶融ガラス流下ノズル１１を
設け、その下方にトレイ１２を設け、溶融ガラス
流下ノズル１１の周囲に空気層形成槽１４を設け
ても良いものである。
下ノズル１１及びトレイ１２は、溶融ガラス槽１
０と同一平面上にあるが、第３図に示す如く溶融
ガラス槽１０と底部側方に案内部２０を設け、こ
の案内部２０の底に溶融ガラス流下ノズル１１を
設け、その下方にトレイ１２を設け、溶融ガラス
流下ノズル１１の周囲に空気層形成槽１４を設け
ても良いものである。
以上の説明で判るように本発明の中空ガラス繊
維の紡糸方法によれば、繊維径が細く、中空率が
高く、肉厚が全周、全長共に略均一な寸法精度の
高い品質良好な中空ガラス繊維を容易に得ること
ができるという優れた効果がある。
維の紡糸方法によれば、繊維径が細く、中空率が
高く、肉厚が全周、全長共に略均一な寸法精度の
高い品質良好な中空ガラス繊維を容易に得ること
ができるという優れた効果がある。
また本発明の中空ガラス繊維の紡糸装置は、構
造がシンプルで製作が容易且つ安価であり、メン
テナンスも容易である。しかも紡糸ノズルの増設
が容易で量産化に適し、運転制御も至つて容易で
ある等の利点がある。
造がシンプルで製作が容易且つ安価であり、メン
テナンスも容易である。しかも紡糸ノズルの増設
が容易で量産化に適し、運転制御も至つて容易で
ある等の利点がある。
第１図は従来の中空ガラス繊維の紡糸装置を示
す縦断面図、第２図ａは本発明の中空ガラス繊維
の紡糸装置の一例を示す縦断面図、第２図ｂはａ
図のＡ−Ａ線横断矢視図、第３図は本発明の中空
ガラス繊維の紡糸装置の他の例を示す縦断面図で
ある。 ５……溶融ガラス、１０……溶融ガラス槽、１
１……溶融ガラス流下ノズル、１２……トレイ、
１３……紡糸ノズル、１４……空気層形成槽、１
５……空気供給管、１６……紡糸装置、１７……
空気層、１８……薄い溶融ガラス層、１９……中
空ガラス繊維。
す縦断面図、第２図ａは本発明の中空ガラス繊維
の紡糸装置の一例を示す縦断面図、第２図ｂはａ
図のＡ−Ａ線横断矢視図、第３図は本発明の中空
ガラス繊維の紡糸装置の他の例を示す縦断面図で
ある。 ５……溶融ガラス、１０……溶融ガラス槽、１
１……溶融ガラス流下ノズル、１２……トレイ、
１３……紡糸ノズル、１４……空気層形成槽、１
５……空気供給管、１６……紡糸装置、１７……
空気層、１８……薄い溶融ガラス層、１９……中
空ガラス繊維。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶融ガラス槽に保持された溶融ガラスを自身
の液圧或いは外部よりの圧力調整により溶融ガラ
ス槽の底の溶融ガラス流下ノズルより連続的に
徐々に流下させて薄い溶融ガラス層を形成し、然
る後この薄い溶融ガラス層から溶融ガラスを紡糸
ノズルを通して引き出すと共に溶融ガラス槽と連
結した周壁により形成される空気層形成槽中の空
気をまき込んで中空ガラス繊維を紡糸することを
特徴とする中空ガラス繊維の紡糸方法。 ２ 多重の溶融ガラスを保持する溶融ガラス槽
と、この溶融ガラス槽の底に複数個設けられた溶
融ガラス流下ノズルと、該溶融ガラス流下ノズル
の下方に設けられた前記溶融ガラス槽と周壁によ
り連結されたトレイと、該トレイの底に前記溶融
ガラス流下ノズルの投影位置の周囲斜め方向位置
に等間隔に複数個設けられた紡糸ノズルと、前記
溶融ガラス槽とトレイを連結した周壁による空気
層形成槽と、空気層形成槽と連通する空気導入管
とより成る中空ガラス繊維の紡糸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16443282A JPS5954638A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 中空ガラス繊維の紡糸方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16443282A JPS5954638A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 中空ガラス繊維の紡糸方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5954638A JPS5954638A (ja) | 1984-03-29 |
| JPH0346412B2 true JPH0346412B2 (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=15793042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16443282A Granted JPS5954638A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 中空ガラス繊維の紡糸方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5954638A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183643A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-28 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 中空ガラスフアイバ−の製造方法及び装置 |
| CN112981563B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-05-13 | 北京航空航天大学 | 一种中空玄武岩纤维制造装置及制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915095B2 (ja) * | 1980-03-24 | 1984-04-07 | 工業技術院長 | 中空ガラス繊維の製造方法 |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP16443282A patent/JPS5954638A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5954638A (ja) | 1984-03-29 |
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