DE69010373T2 - Spinndüse zum Ziehen von Glasfasern. - Google Patents

Spinndüse zum Ziehen von Glasfasern.

Info

Publication number
DE69010373T2
DE69010373T2 DE69010373T DE69010373T DE69010373T2 DE 69010373 T2 DE69010373 T2 DE 69010373T2 DE 69010373 T DE69010373 T DE 69010373T DE 69010373 T DE69010373 T DE 69010373T DE 69010373 T2 DE69010373 T2 DE 69010373T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
nozzle plate
molten glass
platinum
glass fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69010373T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69010373D1 (de
Inventor
Kozo Shioura
Hideo Taguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Boseki Co Ltd filed Critical Nitto Boseki Co Ltd
Publication of DE69010373D1 publication Critical patent/DE69010373D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69010373T2 publication Critical patent/DE69010373T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/083Nozzles; Bushing nozzle plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/095Use of materials therefor

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)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern, wie sie in einer Vorrichtung zur Herstellung von Glasfasern verwendet wird.
  • Glasfasern mit einem Durchmesser von 9 um bis 23 um werden in großen Mengen in der Form eines Glasgewebes oder einer Glasmatte als Basismaterial für FRP oder für bedruckte Leiterplatten verwendet. Diese Glasfasern werden mittels eines Verfahrens gefertigt, in welchem geschmolzenes Glas durch Düsenlöcher extrudiert wird, welche in einer Düsenplatte ausgebildet sind, um Glasfasern zu spinnen, und werden mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit mittels einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen. Wie in Fig. 3 ausschnittweise gezeigt ist, ist die hier verwendete Düsenplatte mit einer Düse 2 ausgebildet, welche aus einem flachen Plattenabschnitt 1 hervorsteht, und die Düse 2 ist mit einem geraden Düsenloch 3 versehen. Das geschmolzene Glas 4 fließt durch das Düsenloch 3 aus und bildet einen Konus 5 an der Spitze der Düse und der Konus wird nach unten gezogen, wodurch der Glasfluß verringert und eine Glasfaser 6 erzeugt wird. Gewöhnlich liegt der Durchmesser d des Düsenlochs in einem Bereich von 1,0 mm bis 2,5 mm, die Länge 1 des geraden Abschnitts des Düsenlochs liegt in einem Bereich von 2 mm bis 6 mm, die hervorstehende Länge L der Düse liegt in einem Bereich von 3 mm bis 6 mm und die Dicke T der Düse beträgt ca. 0,3 mm.
  • Eine weitere Düsenkonstruktion, welche von Interesse ist, ist die in der US-A-3 526 487 offenbarte. In diesem Stand der Technik steht eine Mehrzahl von Düsen von einem flachen Plattenabschnitt nach unten hervor, wobei jede Düse einen großen äußeren Durchmesser an ihrem oberen Ende besitzt, welcher sich zu einem kleineren äußeren Durchmesser an ihrem unteren Ende gleichförmig verjüngt. Jede Düse besitzt eine sich axial erstreckende Bohrung, welche sich nach unten durch sie hindurch erstreckt, wobei die Bohrung eine obere Gegenbohrung gleichförmigen Durchmessers aufweist, welche zu einer unteren Meßbohrung gleichförmigen Durchmessers überleitet. Eine gekammerte oder abgeschrägte Bohrung verbindet die Gegenbohrung mit der Meßbohrung.
  • Es wird angegeben, daß es dieser Stand der Technik gestattet, für eine vorgegebene Glas-Strömungsgeschwindigkeit ein Minimum an Düsenraum zu erhalten, indem das Verhältnis des Gegenbohrungs-Durchmessers zum Meßbohrungs-Durchmesser maximiert wird und in dem die Düse bis zur größtmöglichen Tiefe gegengebohrt wird, welche der Festigkeit angemessen ist. Mit anderen Worten sollte die Gegenbohrung nicht unter eine Tiefe gehen, bei welcher die resultierende Wandstärke an ihrem unteren Ende geringer ist als die Wandstärke der Düse an ihrem Ausgangsende, welche üblicherweise nicht geringer ist als ein Minimum von 0,127 mm.
  • Die Meßbohrung dieses Standes der Technik kann im Durchmesser 1,0668 mm betragen und aus angegebenen Tatsachen kann berechnet werden, daß die Gegenbohrung 2,1336 mm im Durchmesser, die Gesamtlänge 4,00 mm bis 6,00 mm mit der Länge der Meßbohrung von 0,5 mm bis 2,00 mm betragen können.
  • Seit kurzem ist es aufgrund der Fortschritte in der Herstellungstechnik von Glasfasern möglich geworden, eine Glasfaser von ungefähr 3 um durch Verwendung einer Glasfaser-Spinndüse des geraden Typs nach dem Stand der Technik, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, herzustellen. Jedoch ist es schwierig, eine Glasfaser zu fertigen, die dünner als die oben genannte ist, welche als Abstandshalter für eine Flüssigkeitskristallanzeige verwendet werden kann. Die Schwierigkeit bei der Herstellung wird nicht nur durch die Tatsache hervorgerufen, daß die Glasfaser selbst fein und leicht zerbrechlich ist, sondern auch durch Probleme, die in dem Verfahren zur Faserverjüngung enthalten sind. Um eine dünnere Faser zur erhalten, gibt es Verfahren, wie ein Verfahren, in welchem der Durchmesser des Düsenlochs zur Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases verringert wird, sowie ein anderes Verfahren, in welchem die Spinngeschwindigkeit (Zuggeschwindigkeit) der Glasfaser erhöht wird, und eine Kombination dieser Verfahren.
  • Obwohl der Durchmesser der Faser durch Erhöhung der Spinngeschwindigkeit verringert werden kann, wird die Faser beim Spinnen mit einer hohen Geschwindigkeit häufig gebrochen, weil die Faser durch Ziehen des Konus' von geschmolzenem Glas bei hoher Geschwindgkeit gebildet wird, wobei das geschmolzene Glas durch die Düse bei niedriger Geschwindigkeit herausfließt, und weil die Festigkeit einer jeden Faser gering ist. Daher kann die Spinngeschwindigkeit tatsächlich nicht über 2,500 m/Min. erhöht werden, und es existiert eine Grenze für die Verringerung des Durchmessers der unter Verwendung eines Düsenlochs mit einem kaum größeren Durchmesser hergestellten Faser.
  • Andererseits ist das geschmolzene Glas bei dem Verfahren, in welchem der Durchmesser des Düsenlochs zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases verringert wird, in der Lage, von Umgebungsbedingungen beeinflußt zu werden, wenn das geschmolzene Glas durch die enge Düse hindurchtritt. Dabei wird z.B. das Problem hervorgerufen, daß das geschmolzene Glas unter Einfluß der gestörten Luft um die Düse herum schnell abgekühlt wird, und aufhört, durch die Düse herauszufließen, wodurch eine Unterbrechung der Glasfaser hervorgerufen wird. Wenn die aus dem Düsenloch herausgezogene Glasfaser gebrochen ist, bildet das durch das Düsenloch herausfließende geschmolzene Glas einen Tropfen an der Spitze der Düse und wenn der Tropfen zu einer gewissen Größe anwächst, löst sich der Tropfen von der Spitze der Düse und fällt herab, wodurch ein Konus des geschmolzenen Glases an der Spitze der Düse gebildet wird und wodurch wieder eine mit dem Konus zusammenhängende Glasfaser erzeugt wird. Im Fall der Düse mit verringertem Lochdurchmesser ist die Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases gering und es dauert eine lange Zeit, bis der Tropfen des geschmolzenen Glases auf eine ausreichende Größe angewachsen ist, um herabzufallen. In diesem Prozeß haftet das geschmolzene Glas 4 sogar an der äußeren Oberfläche der Düse 2, wie in Fig. 4 gezeigt ist, und fällt nicht leicht nach unten. In einem Extremfall erstreckt sich das geschmolzene Glas über die äußere Oberfläche der Düse bis hinauf zum flachen Plattenabschnitt der Düse und formt keinen Tropfen, sondern haftet total an der unteren Oberfläche der Düsenplatte. Folglich kann der Glasfaser-Spinnvorgang nicht wieder begonnen werden. Im Falle der Wiedereröffnung des Glasfaser-Spinnvorgangs durch gewaltsames Entfernen des an der Düsenspitze anhaftenden geschmolzenen Glases von der Düse, beispielsweise unter Verwendung einer Pinzette, wird der äußere Durchmesser des Konus 5, wie in Fig. 5 gezeigt ist, aufgrund des die äußere Oberfläche der Düse benetzenden geschmolzenen Glases größer und das geschmolzene Glas verbleibt am äußeren Umfangsabschnitt des Konus. Dieses verbleibende geschmolzene Glas wird durch die atmosphärische Luft abgekühlt und die Viskosität des Glases wird größer. Da sich das auf diese Weise eine höhere Viskosität erhaltene geschmolzene Glas periodisch mit dem Glasstrom zur Bildung einer Faser mischt, wird der Konus instabil und die Faser besitzt eine große Durchmesserfluktuation und neigt dazu, leicht zu brechen.
  • Die vorliegende Erfindung soll die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik lösen und eine Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern schaffen, welche geeignet ist, eine Glasfaser mit einem Durchmesser von weniger als 3 um zuverlässig herzustellen.
  • Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat festgestellt, daß das geschmolzene Glas in einer stabilen Weise fließt, indem die Düse nur an ihrem Spitzenabschnitt eng gemacht wird, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Glases niedrig ist und daß die Bildung des Tropfens des geschmolzenen Glases und dessen Herabfallen durch das Vorsehen einer äußeren Oberfläche der Düse stabilisiert werden, welche vom geschmolzenen Glas schwierig zu benetzen ist. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Erkenntnis entwickelt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern vorgesehen, welche eine Vielzahl von Düsen umfaßt, die aus einem flachen Plattenabschnitt der Platte hervorstehen, und jede der Düsen ist aus einem Abschnitt größeren Durchmessers, welcher an seiner Seite zum flachen Plattenabschnitt hin gelegen ist und einem schmaleren Durchmesserabschnitt, welcher an seiner Spitzenseite gelegen ist, gebildet, wobei der schmale Durchmesserabschnitt einen inneren Durchmesser in einem Bereich von 0,3 mm bis 1,0 mm und eine Länge in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm besitzt, wobei der Abschnitt größeren Durchmessers einen Innendurchmesser in einem Bereich von 1,1 mm bis 2,5 mm besitzt und wobei die Länge der aus dem flachen Plattenabschnitt hervorstehenden Düse in einem Bereich von 4,0 mm bis 6,0 mm liegt, wobei die Düse eine sich einwärts verjüngende Ausgestaltung besitzt, welche den größeren inneren Durchmesser zum kleineren inneren Durchmesser hin sich verändern läßt.
  • Bei der die oben erwähnten strukturellen Eigenschaften aufweisenden Düsenplatte werden der Randbereich des Düsenausgangs und der dazu benachbarte Randbereich mit einem metallischen Material überzogen, welches einen Kontaktwinkel größer als 58 Grad gegenüber dem geschmolzenen Glas in einem Temperaturbereich von 1100ºC bis 1500ºC besitzt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptabschnitts einer Düsenplatte nach der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Düsenspitze entsprechend einer anderen Ausführungsform;
  • Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptabschnitts einer Düsenplatte des Standes der Technik;
  • Fig. 4 ist eine Darstellung zum Zeigen eines am unteren Ende der Düse gebildeten Tropfens des geschmolzenen Glases, in dem Fall, indem das Düsenloch einen geringen Durchmesser aufweist und
  • Fig. 5 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines Glasfaser- Spinnstatus', der dem in Fig. 4 gezeigten Status folgt.
  • Fig. 1 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Düsenabschnitts einer Düsenplatte gemäß der vorliegenden Erfindung. Die als Ganzes mit dem Bezugzeichen 10 bezeichnete Düsenplatte weist einen flachen Plattenabschnitt 11 und eine Vielzahl von Düsen 12 (von denen in der Fig. nur eine gezeigt ist) auf, welche aus dem flachen Plattenabschnitt hervorstehen. Die Düse 12 ist zusammengesetzt aus einem Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser, der auf der Seite des flachen Plattenabschnitts gelegen ist, und einem Abschnitt 14 mit geringerem Durchmesser, der auf der Seite der Düsenspitze gelegen ist. Der Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser weist ein gerades Düsenloch 13a mit großem Durchmesser auf und der Abschnitt 14 mit kleinem Durchmesser umfaßt ein gerades Düsenloch 14a mit einem kleineren Durchmesser, dem Düsenloch 13a benachbart.
  • Der Abschnitt 14 mit kleinerem Durchmesser ist vorgesehen, um die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Düse 12 herausfließenden geschmolzenen Glases zu hemmen, und der innere Durchmesser d&sub1; des Düsenlochs 14a des Abschnitts 14 mit kleinerem Durchmesser ist festgelegt, kleiner zu sein als der Durchmesser des Düsenlochs der konventionellen Düse. Falls der innere Durchmesser d&sub1; außerordentlich klein ist, wird die Strömungseigenschaft des geschmolzenen Glases jedoch zu sehr gestört und zusätzlich wird die Herstellung der Düse schwierig. Unter Berücksichtigung dieser Umstände wird der innere Durchmesser d&sub1; des Düsenlochs 14a im Bereich von 0,3 mm bis 1,0 mm festgelegt. Weiterhin wird der Strömungswiderstand zu groß, wenn die Länge l&sub1; des Abschnitts 14 von schmalerem Durchmesser außerordentlich lang ist, und das durch diesen Abschnitt hindurchtretende geschmolzene Glas kann dann von der Atmosphäre leicht beeinflußt werden. Daher wird die Länge l&sub1; gewöhnlich geringer als 2 mm festgelegt. Die untere Grenze der Länge l&sub1; wird später beschrieben.
  • Der Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser ist vorgesehen, um den Strömungswiderstand zu verringern und um das geschmolzene Glas mit einer Strömungsgeschwindigkeit hindurchfließen zu lassen, die ausreichend ist, um das geschmolzene Glas vor dem schwankenden Kühlungseffekt von außen zu schützen. Der innere Durchmesser d&sub2; des Düsenlochs 13a ist natürlich größer als der des Düsenlochs 14a im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und gewöhnlich größer als 1,1 mm. Wenn der Durchmesser d&sub2; außerordentlich groß ist, wird jedoch die Menge des geschmolzenen Glases, die in der Düse verbleibt, außerordentlich groß. Um diesem Phänomen vorzubeugen, wird der innere Durchmesser d&sub2; so gewählt, daß er kleiner ist als 2,5 mm. Der äußere Durchmesser des kleineren Abschnitts 14 wird so klein wie möglich festgelegt, um die Kontaktfläche zwischen der Spitze der Düse und dem an der Spitze der Düse geformten Glastropfen zu verringern, wenn der Glasfaser-Spinnvorgang beginnt, und um es dem Tropfen zu erleichtern, auf schnelle und sichere Weise herunterzufallen. Daher wird die Dicke t der Düse in einem Bereich, der vom Festigkeitsgesichtspunkt her erlaubt ist, so dünn wie möglich festgelegt. Zum Beispiel beträgt die Dicke ca. 0,3 mm in dem Fall, wenn die Düsenplatte aus einer Platin-Rhodium-Legierung hergestellt ist. Die Länge l&sub1; des Abschnitts 14 mit kleinerem Durchmesser muß größer als 0,5 mm sein, um zu vermeiden, daß das an der äußeren Oberfläche der Düse anhaftende geschmolzene Glas im Bereich zwischen dem Abschnitt mit geringerem Durchmesser und dem Abschnitt mit größerem Durchmesser verbleibt und eine Ausbildung eines stabilen Konus' stört.
  • Die Länge l&sub2; der aus dem flachen Plattenabschnitt 11 hervorstehenden Düse 12 ist im Bereich von 4 mm bis 6 mm festgelegt. Im Fall, daß die Länge l&sub2; größer ist als 6 mm, steigt der Strömungswiderstand des geschmolzenen Glases an und das geschmolzene Glas kann von der Atmosphäre beeinflußt werden, während in dem Fall, indem die Länge l&sub2; geringer ist als 4 mm im Betrieb über eine lange Zeit das an den äußeren Oberflächen der benachbarten Düsen anhaftende geschmolzene Glas miteinander verbunden wird und die Lücke zwischen den Düsen ausfüllen wird und im schlimmsten Fall die untere Oberfläche der Düsenplatte vollständig vom geschmolzenen Glas bedeckt ist, wodurch es unmöglich wird, zu spinnen.
  • In der Düse 12, die den oben erwähnten Anforderungen entspricht, fließt das geschmolzene Glas trotz der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit in beständiger Weise, und folglich wird ein stabiler Konus an der Spitze der Düse ausgebildet. Im Ergebnis kann eine feine Glasfaser 17 hergestellt werden, ohne daß es eines Spinnens mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit bedarf. Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, besitzt die Düse 12 eine einwärts geneigte Ausgestaltung, welche einen Übergang des größeren inneren Durchmessers d&sub2; zu d&sub1; bewirkt.
  • Bezüglich des Materials, welches die Düsenplatte 10 bildet, gibt es keine besondere Einschränkung, aber eine Platin-Rhodium- Legierung kann ähnlich wie im Stand der Technik verwendet werden. Die Platin-Rhodium-Legierung (z.B. 10% Rh - 9,0% Pt) besitzt jedoch gegenüber geschmolzenem Glas einen ziemlich kleinen Kontaktwinkel im Bereich von 31º bis 35º bei Temperaturen von 1100ºC bis 1500ºC und kann folglich von geschmolzenem Glas benetzt werden. Im Ergebnis wird die äußere Oberfläche der Düse beim Betrieb über eine lange Zeit allmählich vom Glas benetzt, wodurch die stabile Ausbildung eines Konus gestört wird. Weiterhin haftet bei einem Beginn des Glasfiberspinnens das geschmolzene Glas an der Oberfläche der Düse, wenn ein Tropfen des geschmolzenen Glases an der Spitze der Düse ausgebildet wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch es möglicherweise für den Tropfen unmöglich gemacht wird, herabzufallen und eine Faser zu erzeugen. Um dieses Phänomen zu verhindern, wird als Material für die Düsenplatte ein von geschmolzenem Glas schwer zu benetzendes Material bevorzugt, wie beispielsweise eine Platin-Gold- Rhodium-Legierung (siehe GB-Patent-Nr. 1,242,921 oder US-Parent- Nr. 3,672,880) oder eine Platin-Gold-Palladium-Legierung (siehe japanische Patent-Veröffentlichung Nr. 53-358 54).
  • Anstatt die Düsenplatte ganz aus einem von geschmolzenem Glas schwer zu benetzenden Material herzustellen, ist es auch möglich, die Düsenplatte selbst aus einer gewöhnlichen Platin- Rhodium-Legierung herzustellen und eine Deckschicht 18 aus einem von geschmolzenem Glas schwer zu benetzenden metallischen Material nur im Bereich um den Ausgang der Düse 12 herum und am äußeren Randabschnitt der Düse dieser Region benachbart vorzusehen. Durch das Vorsehen der Deckschicht 18 kann die Verwendung von teurem Material verringert werden und die Kosten der Düsenplatte können insgesamt auch verringert werden.
  • Als Material, welches für die Deckschicht verwendet wird, wird ein Material bevorzugt, welches einen signifikant größeren Benetzungswiderstand gegenüber geschmolzenem Glas im Vergleich zu einer Platin-Rhodium-Legierung und einen Kontaktwinkel größer als 58 Grad gegenüber geschmolzenem Glas im Temperaturbereich von 1100ºC bis 1500ºC besitzt. Als Material für die Deckschicht 18 können Gold-Legierungen, wie die oben genannte Platin-Gold- Rhodium-Legierung oder Platin-Gold-Palladium-Legierung verwendet werden und weiterhin kann auch Gold allein Verwendung finden. Der Grund, weshalb die aus Gold hergestellte Deckschicht einen Benetzungswiderstand gegenüber geschmolzenem Glas hat, ist wie folgt. Zu Beginn des Vorgangs ist das Gold auf der Düsenoberfläche in einem geschmolzenen Stadium, da der Schmelzpunkt von Gold 1063ºC ist, und die Düsenoberfläche wird niemals vom Glas benetzt. Danach erzeugen das Gold und das Düsenmetall zusammen eine Legierung unter Einwirkung der im Verfahren erzeugten Hitze und der Kontaktwinkel gegenüber geschmolzenem Glas wird größer als 60 Grad, ähnlich wie im Fall einer Gold enthaltenden Platin- Rhodium-Legierung. Es erübrigt sich zu sagen, daß andere als die oben erwähnten Materialien verwendet werden können.
  • Die Deckschicht 18 kann mittels eines bekannten Verfahrens, wie Vakuumablagerung, Bespritzung (Spattering) oder Plattierung, gebildet werden. Die Dicke der Deckschicht 18 ist im Bereich von 50 um bis 400 um, vorzugsweise 100 um bis 300 um, festgelegt. In dem Fall, daß die Dicke geringer ist als 50 um, kann die Wirkung nicht für eine lange Zeit aufrechterhalten werden und selbst wenn die Dicke größer ist als 400 um ändert sich die Fortführung dieses Effekts nicht signifikant.
  • Zur Verbesserung der engen Haftung zwischen der Deckschicht 18 und der Düsenoberfläche kann die Deckschicht für eine kurze Zeit bei einer Temperatur gebacken werden, die um 50ºC bis 100ºC größer ist als die Spinntemperatur.
  • Da in einer Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern gemäß der vorliegenden Erfindung ein Düsenloch 14a von kleinerem Durchmesser unterhalb eines Düsenlochs mit einem größeren Durchmesser vorgesehen ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases niedrig eingestellt werden, und das durch das Düsenloch hindurchtretende geschmolzene Glas wird von den Umgebungsbedingungen nicht leicht beeinflußt. Im Ergebnis ist der Fluß des geschmolzenen Glases stabil und ein stabiler Konus wird an der Spitze der Düse ausgebildet.
  • Da weiterhin die Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases auf einem niedrigen Niveau gehalten wird, kann eine feine Faser erhalten werden, ohne die Spinngeschwindigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine feine Glasfaser hoher Qualität mit einem Durchmesser geringer als 3 um erzeugt werden, ohne daß dabei Störungen, wie ein Abbrechen der Faser auftreten.
  • Weiterhin breitet sich in dem Fall, daß die Düsenoberfläche mit einem metallischen Material bedeckt ist, welches schwierig zu benetzen ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das geschmolzene Glas kaum auf der äußeren Oberfläche der Düse aus, wenn der Spinnvorgang begonnen oder wieder begonnen wird und das geschmolzene Glas aus der Düsenspitze herausfließt und einen Tropfen bildet, und sobald ein kleiner Tropfen 19 gebildet ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, fällt der Tropfen schnell nach unten und eine mit dem am Düsenabschnitt hergestellten, Konus sicher verbundene Glasfaser kann gebildet werden. In Konsequenz kann der Spinnvorgang trotz der verringerten Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases durch die Düse leicht begonnen werden. Zusätzlich berührt das geschmolzene Glas die äußere Oberfläche nur für eine kurze Zeit, da der Glastropfen schnell herunter fällt und benetzt die Düse in einem begrenzten Bereich, wodurch ein langer und stabiler Betrieb gewährleistet ist.
  • Beispiele betreffend die vorliegende Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Der Düsenspitzenabschnitt der aus einer Platin-Rhodium-Legierung hergestellten und eine in Fig. 1 gezeigte Form besitzenden Düsenplatte (innerer Durchmesser d&sub1; des schmaleren Durchmesserabschnitts: 0,6 mm, äußerer Durchmesser des schmaleren Abschnitts: 1,2 mm, Länge l&sub1; des schmaleren Durchmesserabschnitts: 0,8 mm, innerer Durchmesser d&sub2; des größeren Durchmesserabschnitts: 1,2 mm, Düsenlänge l&sub2;: 5 mm) ist mittels Elektroplattierung mit einer Plattierungsdicke von 200 um mit Gold plattiert, wodurch eine Deckschicht 18 gebildet ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Glasfasern wurden unter Verwendung der oben erwähnten Düsenplatte unter Bedingungen hergestellt, bei welchen die Tiefe des geschmolzenen E-Glases 10 m, die Spinngeschwindigkeit 2500 m/Min. und die Spinntemperaturen 1320ºC, 1250ºC und 1220ºC entsprechend den Faserdurchmessern 2,5 m, 2,0 m bzw. 1,8 m betragen. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 2
  • Der Spitzenabschnitt derselben Düsenplatte wie im Beispiel 1 ist mit Gold in einer Dicke von 100 um mittels Vakuumablagerung beschichtet, und dann für 0,5 Std. auf 1350ºC erhitzt worden, wodurch eine Deckschicht einer Platin-Gold-Legierung auf der Oberfläche der Düse gebildet worden ist. E-Glasfasern wurden unter Verwendung dieser Düsenplatte unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 gefertigt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiel 3
  • Auf der Düse der Düsenplatte, welche dieselbe ist wie im Beispiel 1, ist keine Deckschicht vorgesehen. Glasfasern wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 erzeugt, und das Ergebnis ist in Tabelle 1 angegeben.
  • Referenzbeispiel 1
  • Unter Verwendung einer Düsenplatte, welche eine in Fig. 3 gezeigte Gestalt besitzt und aus einer Legierung aus der Platin- Rhodium-Familie hergestellt ist (innerer Düsendurchmesser d: 1,3 mm, äußerer Spitzendurchmesser: 1,9 mm, Düsenlänge L: 5 mm) wurden Glasfasern unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Durchmesser der gefertigten Faser (um) Beispiel Referenzbeispiel : stabiles Spinnen ist möglich Δ : Spinnen ist möglich, aber etwas instabil x : Spinnen ist unmöglich
  • Da, wie oben erwähnt worden ist, jede Düse auf der Düsenplatte entsprechend der vorliegenden Erfindung aus einem Abschnitt größeren Durchmessers und einem dazu benachbarten Abschnitt kleineren Durchmessers besteht, kann das geschmolzene Glas mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit auf stabile Weise fließen, und eine feine Glasfaser kann erzeugt werden, ohne daß es einer hohen Spinngeschwindigkeit bedarf. Als Ergebnis kann eine feine Glasfaser hoher Qualität, beispielsweise dünner als 3 um, hergestellt werden, ohne daß es zu einem häufigen Bruch der Faser kommt.
  • Wenn eine Deckschicht, welche einen großen Benetzungswiderstand gegenüber dem geschmolzenen Glas besitzt, an der Spitze der Düse vorgesehen ist, hindert dies den Tropfen geschmolzenen Glases am Ausbreiten auf der äußeren Oberfläche der Düse, wenn der Spinnvorgang begonnen oder wieder begonnen wird, wodurch ein Herabfallen des Tropfens und ein Beginnen des Spinnvorgangs gewährleistet wird. Da das geschmolzene Glas weiterhin den Ausgang der Düse nicht benetzt, ist nicht zur befürchten, daß das um die Düse herum anhaftende Glas den Fluß des geschmolzenen Glases beim Herstellen der Glasfaser stört, und eine stabile Bedingung zur Herstellung der Glasfaser ist gewährleistet. Dieser Vorteil ist besonders hilfreich, wenn eine feine Glasfaser herzustellen ist. Da weiterhin nahezu nicht zu befürchten ist, daß sich das geschmolzene Glas auf der äußeren Oberfläche der Düse ausbreitet, kann der Abstand zwischen benachbarten Düsen verringert werden. Da die Materialmenge der zu verwendenden Deckschicht gering ist, können die Kosten der Düsenplatte reduziert werden, selbst wenn der Preis des Materials hoch ist.

Claims (8)

1. Eine Düsenplatte (10) zum Spinnen von Glasfasern (17) umfaßt einen flachen Plattenabschnitt (11) und eine Vielzahl von Düsen (12), die aus dem flachen Plattenabschnitt hervorstehen, wobei jede der Düsen einen Abschnitt (13) größeren Durchmessers, welcher an dessen zum flachen Plattenabschnitt weisenden Seite gelegen ist, und einen Abschnitt (14) geringeren Durchmessers aufweist, welcher an dessen Spitzenseite gelegen ist, wobei der innere Durchmesser (d&sub1;) und die Länge (l&sub1;) des Abschnitts (14) kleineren Durchmessers in einem Bereich von 0,3 mm bis 1,0 mm bzw. in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm liegen, wobei der innere Durchmesser (d&sub2;) des Abschnitts (13) größeren Durchmessers in einem Bereich von 1,1 mm bis 2,5 mm liegt und wobei die Länge (l&sub2;) der aus dem flachen Plattenabschnitt (11) hervorstehenden Düse (12) in einem Bereich von 4,0 mm bis 6,0 mm liegt, wobei die Düse (12) eine einwärts geneigte Gestalt besitzt, welche den größeren inneren Durchmesser (d&sub2;) in den kleineren Durchmesser (d&sub1;) übergehen läßt.
2. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 1, wobei die Düsenplatte (10) aus einer Platin-Gold-Rhodium-Legierung besteht.
3. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 1, wobei die Düsenplatte aus einer Platin-Gold-Palladium-Legierung besteht.
4. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 1, wobei zumindest der Randabschnitt des Düsenausgangs und der dem Ausgangsabschnitt benachbarte Düsenrandabschnitt mit einem metallischen Material (18) bedeckt sind, das einen Kontaktwinkel größer als 58 Grad gebenüber geschmolzenem Glas bei einer Temperatur von 1100ºC bis 1500ºC aufweist.
5. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 4, wobei die Dicke der Deckschicht des metallischen Materials in einem Bereich von 50 um bis 400 um liegt.
6. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Düsenplatte aus einer Platin-Rhodium- Legierung besteht und wobei das die Deckschicht bildende metallische Material eine Platin-Gold-Rhodium-Legierung ist.
7. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Düsenplatte aus einer Platin-Rhodium- Legierung besteht und wobei das die Deckschicht bildende metallische Material eine Platin-Gold-Palladium-Legierung ist.
8. Düsenplatte zum Spinnen von Glasfasern nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Düsenplatte aus einer Platin-Rhodium- Legierung besteht und wobei das die Deckschicht-bildende metallische Material Gold ist.
DE69010373T 1989-04-14 1990-04-10 Spinndüse zum Ziehen von Glasfasern. Expired - Fee Related DE69010373T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1094755A JPH02275729A (ja) 1989-04-14 1989-04-14 ガラス繊維紡糸用ノズルプレート

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69010373D1 DE69010373D1 (de) 1994-08-11
DE69010373T2 true DE69010373T2 (de) 1994-12-08

Family

ID=14118924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69010373T Expired - Fee Related DE69010373T2 (de) 1989-04-14 1990-04-10 Spinndüse zum Ziehen von Glasfasern.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5017205A (de)
EP (1) EP0392466B1 (de)
JP (1) JPH02275729A (de)
DE (1) DE69010373T2 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3186492B2 (ja) * 1995-02-17 2001-07-11 田中貴金属工業株式会社 ブッシングベースプレート及びその製造方法
JPH10158020A (ja) * 1996-11-25 1998-06-16 Fuji Photo Optical Co Ltd ガラス射出成形用ノズル
US6155676A (en) * 1997-10-16 2000-12-05 Hewlett-Packard Company High-durability rhodium-containing ink cartridge printhead and method for making the same
US6290331B1 (en) 1999-09-09 2001-09-18 Hewlett-Packard Company High efficiency orifice plate structure and printhead using the same
WO2002038280A2 (en) * 2000-11-10 2002-05-16 Therics, Inc. A wetting-resistant nozzle for dispensing small volumes of liquid and a method for manufacturing a wetting-resistant nozzle
US20070144218A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Oakleaf Anthony P Longlife bushing tip
US8104311B2 (en) * 2006-05-09 2012-01-31 Johns Manville Rotary fiberization process for making glass fibers, an insulation mat, and pipe insulation
JP2009007252A (ja) * 2008-10-09 2009-01-15 Nitto Boseki Co Ltd 偏平ガラス繊維製造用ノズルチップ及びガラス繊維の製造方法
DE102010021636A1 (de) * 2010-05-26 2011-12-01 Bayer Innovation Gmbh Düsenplatte
CN102320735B (zh) * 2011-06-02 2013-05-08 重庆国际复合材料有限公司 调节和控制漏板底板膨胀变形的方法
US8794034B2 (en) 2012-05-29 2014-08-05 Corning Incorporated Apparatus for forming glass with edge directors and methods
US20180009696A1 (en) * 2015-01-12 2018-01-11 Korea Institute Of Ceramic Engineering And Technology 3d printer printhead, 3d printer using same, method for manufacturing molded product by using 3d printer, method for manufacturing artificial tooth by using 3d printer, and method for manufacturing machinable glass ceramic molded product by using 3d printer
JP7521228B2 (ja) * 2020-03-30 2024-07-24 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維の製造方法およびガラス繊維製造用ノズル
JP7113114B1 (ja) * 2021-04-23 2022-08-04 田中貴金属工業株式会社 ガラス繊維製造用ブッシング及びガラス繊維の製造方法
CN118043287A (zh) * 2022-04-17 2024-05-14 "以V.N.古利朵娃命名的克拉斯诺亚尔斯克有色金属厂" 股份公司 用于生产玻璃或玄武岩纤维的装置的制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1144886B (de) * 1961-05-12 1963-03-07 Gruenzweig U Hartmann A G Vorrichtung zum Aufteilen einer Silikatschmelze in Einzelstrahlen, z. B. zwecks anschliessender Verarbeitung zu Faeden oder Fasern
US3526487A (en) * 1967-03-01 1970-09-01 Ppg Industries Inc Apparatus for producing fiber glass
US3514841A (en) * 1967-05-17 1970-06-02 Owens Corning Fiberglass Corp Forming a tip section that feeds streams of heat-softened material
GB1242921A (en) * 1969-01-27 1971-08-18 Pilkington Brothers Ltd Improvements in or relating to glass fibre production
JPS5314834A (en) * 1976-07-23 1978-02-09 Nitto Boseki Co Ltd Orifice plate in glass fiber spinning furnace
JPS5324432A (en) * 1976-08-20 1978-03-07 Nitto Boseki Co Ltd Orifice plates of bushings for spinning glass fibers
JPS56146560U (de) * 1980-04-05 1981-11-05
JPS612599A (ja) * 1984-06-15 1986-01-08 大日本印刷株式会社 ラベル連続帳票とその製造方法
JP2575155B2 (ja) * 1987-11-13 1997-01-22 ムーア.ビジネス.フオームス.インコーポレーテツド 組合せ帳票

Also Published As

Publication number Publication date
EP0392466B1 (de) 1994-07-06
JPH02275729A (ja) 1990-11-09
EP0392466A2 (de) 1990-10-17
EP0392466A3 (en) 1990-11-28
US5017205A (en) 1991-05-21
DE69010373D1 (de) 1994-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69010373T2 (de) Spinndüse zum Ziehen von Glasfasern.
DE2462386C3 (de) Vorrichtung zum Stranggießen von Drähten oder Fäden aus einer Schmelze
DE60000555T2 (de) Verfahren zum Stranggiessen von Stahl
DE3042668C2 (de)
DE3341590A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bilden eines vliesmaterials
DE102005019646C5 (de) Vorrichtung zum Überführen von Glasschmelze auf ein Floatbad
DE10348098B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Stäben sowie Verwendung
DE1471918B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasfäden
DE2917737C3 (de) Düsenkopf für eine Glasfaserziehdüse
DE69612707T2 (de) Stranggiessverfahren für rostfreien austenitischen stahl
DE2735186A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bildung von glasfasern durch ziehen
DE2732413B2 (de) Nippellose Düsenplatte zum Ziehen von Glasfasern
DE1778127A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Verbundfaeden
DE3515346A1 (de) Vorrichtung zur herstellung von feinen mineralfasern
DE1923345B2 (de) Vorrichtung zum herstellen von glasfasern oder faeden voellig homogener chemischer zusammensetzung mit einem glasschmelz ofen einem speiser und einem duesenaggregat
DE69115828T2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Glasfaser
DE3519251C2 (de)
DE69003736T2 (de) Versteifte Düsenwanne und Ziehdüsen für Glasfasern.
EP0931026A1 (de) Glasfaserspinnvorrichtung
DE102004024767B4 (de) Formgebungswerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung von Glasrohren
DE3544878C2 (de)
DE729691C (de) Verfahren zum Herstellen eines Auslassmundstueckes zum Erzeugen von Faeden oder Fasern aus Glas
DE69815912T2 (de) Vorichtung und deren Nutzung zur Herstellung eines Überfangglasstroms
DE2607665C3 (de) Verfahren zum Anfahren eines Spinnverfahrens für Glasfasern
DE2305047C3 (de) Verfahren zur Herstellung von glasisoliertem Gußmikrodraht mit hohem elektrischem Widerstand

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee