JP5672951B2

JP5672951B2 - Bushing

Info

Publication number: JP5672951B2
Application number: JP2010239443A
Authority: JP
Inventors: 健浜島; 昭彦瀧
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: JP2012091954A

Description

本発明は、ガラス繊維製造装置に設けられる白金を含有するブッシングに関する。 The present invention relates to a bushing containing platinum provided in a glass fiber manufacturing apparatus.

ガラス繊維の製造工程においては、一般に、ブッシングと呼ばれる成形部材が使用される。ガラス繊維を製造するには、先ず、ガラス繊維の製造ラインに設置されたガラス溶融炉でガラス原料やカレット、マーブル等の固体ガラス素材を加熱し、高温の溶融ガラスとする。次いで、清澄槽で清澄化・均質化した溶融ガラスをフィーダーから紡糸装置に供給する。紡糸装置は、一般に、ブッシング、ブッシングブロック、及びフローブロック等で構成される。ブッシングの構成部材であるブッシング本体の底部には、ベースプレートが取り付けられている。ベースプレートには０．７０〜２．００ｍｍの径を有するブッシングノズルが１０〜８０００本設けられ、当該ブッシングノズルから溶融ガラスを吐出することにより、繊維状のガラスモノフィラメントとして紡糸する。なお、紡糸工程において、ガラス溶融炉やフィーダーを構成する耐火物等の異物がブッシングノズル上に落下すると、ブッシングノズルが目詰まりを起こす虞がある。そこで、ブッシング本体の内部には、異物がブッシングノズル上に堆積することを防止するためのスクリーンが設けられている。 In the glass fiber manufacturing process, a molded member called a bushing is generally used. In order to produce glass fibers, first, glass raw materials, solid glass materials such as cullet and marble are heated in a glass melting furnace installed in a glass fiber production line to obtain high-temperature molten glass. Subsequently, the molten glass clarified and homogenized in the clarification tank is supplied from the feeder to the spinning device. The spinning device generally includes a bushing, a bushing block, a flow block, and the like. A base plate is attached to the bottom of the bushing body which is a constituent member of the bushing. The base plate is provided with 10 to 8000 bushing nozzles having a diameter of 0.70 to 2.00 mm, and is spun as a fibrous glass monofilament by discharging molten glass from the bushing nozzle. In the spinning process, if a foreign substance such as a refractory constituting a glass melting furnace or feeder falls on the bushing nozzle, the bushing nozzle may be clogged. Therefore, a screen for preventing foreign matter from accumulating on the bushing nozzle is provided inside the bushing body.

ブッシングノズルから吐出される溶融ガラスは、ガラス溶融炉内では１２００℃以上の高温となっているが、ガラス溶融炉、清澄槽、及びフィーダーからブッシング本体を経てベースプレートの位置に到達するまでに温度が低下し得る。この理由の一つに、ブッシングを取り囲んでいるブッシングブロックが放熱し易い耐火物で構成されていることが挙げられる。ブッシングブロックから吐出させる溶融ガラスが十分に高温状態に維持されていないと、溶融ガラスの均質化が不十分となるため、紡出されたガラス繊維に気泡の混入等の問題が発生し得る。この場合、例えば、高密度プリント配線板の構成材料として利用可能な極細ガラス繊維モノフィラメントを効率よく紡糸することができない。従って、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスの均質化を図ることは重要である。 The molten glass discharged from the bushing nozzle is at a high temperature of 1200 ° C. or higher in the glass melting furnace, but the temperature is from the glass melting furnace, the clarification tank, and the feeder to the position of the base plate through the bushing body. Can be reduced. One reason for this is that the bushing block surrounding the bushing is made of a refractory material that easily dissipates heat. If the molten glass discharged from the bushing block is not maintained at a sufficiently high temperature, homogenization of the molten glass becomes insufficient, and thus problems such as bubbles may occur in the spun glass fiber. In this case, for example, it is not possible to efficiently spin an ultrafine glass fiber monofilament that can be used as a constituent material of a high-density printed wiring board. Therefore, it is important to maintain the temperature of the molten glass immediately before being discharged from the bushing nozzle in a high temperature state and to homogenize the molten glass.

ブッシングの内部で溶融ガラスを高温状態に維持する技術として、従来、ブッシング本体の内部のスクリーンを通電し、それによって発生する抵抗熱によりスクリーンを通過する溶融ガラスを加熱するガラス繊維製造装置があった（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１によれば、ブッシング内のスクリーンには溶融ガラスが通過する直径５ｍｍの円形の孔が多数設けられており、当該スクリーンを通電加熱することで、円形孔を通過する溶融ガラスの温度低下を抑制することに寄与できるとされている。 Conventionally, as a technique for maintaining the molten glass at a high temperature inside the bushing, there has been a glass fiber manufacturing apparatus that energizes the screen inside the bushing body and heats the molten glass passing through the screen by the resistance heat generated thereby. (For example, see Patent Document 1). According to Patent Document 1, the screen in the bushing is provided with a number of circular holes having a diameter of 5 mm through which the molten glass passes, and the temperature of the molten glass passing through the circular holes is decreased by energizing and heating the screen. It is said that it can contribute to suppression.

特開２００８−２６６０５７号公報JP 2008-266057 A

スクリーンを通電加熱する場合、通常、スクリーンの両端に電圧を印加するため、電流はスクリーンの一端側から他端側に向けて一方向に流れることになる。そのため、スクリーンに設けられた複数の孔の形状や配置によっては、孔が電流の流れを阻害し、十分な抵抗熱を発生させることができない場合がある。特許文献１のガラス繊維製造装置においては、上述のように、スクリーンには直径５ｍｍの円形孔が多数設けられているが、例えば、円形孔を最密配置（１つの円形孔の周囲に６０°毎に６つの円形孔を密接して配置させる形態）すると、電流は円形孔を回避しながらジグザグの経路でスクリーンの一端側から他端側に向けて流れることになる。そのため、スクリーンには電流が流れ難い領域が生じ、このような領域が広く存在すると加熱効率の低下を招き、溶融ガラスを高温状態に維持することが困難となる。なお、スクリーンに流す電流量を増加させるため、スクリーンの厚みを増大させることも考えられる。ところが、スクリーンを構成する白金等の貴金属は非常に高価であり、スクリーンの貴金属使用量を増加させると製造コストが大幅に上昇するため、あまり現実的ではない。 When the screen is energized and heated, a voltage is usually applied to both ends of the screen, so that current flows in one direction from one end of the screen toward the other end. Therefore, depending on the shape and arrangement of the plurality of holes provided in the screen, the holes may hinder the flow of current and may not generate sufficient resistance heat. In the glass fiber manufacturing apparatus of Patent Document 1, as described above, a large number of circular holes having a diameter of 5 mm are provided in the screen. For example, the circular holes are arranged in a close-packed manner (60 ° around one circular hole). When six circular holes are closely arranged every time), current flows from one end side of the screen to the other end side in a zigzag path while avoiding the circular holes. For this reason, an area where current is difficult to flow is generated on the screen. If such an area is wide, the heating efficiency is lowered, and it is difficult to maintain the molten glass at a high temperature. It is also conceivable to increase the thickness of the screen in order to increase the amount of current flowing through the screen. However, noble metals such as platinum constituting the screen are very expensive, and if the amount of noble metal used in the screen is increased, the manufacturing cost is greatly increased, which is not practical.

このように、現状においては、スクリーンを厚くすることなく溶融ガラスの加熱効率を改善し得るブッシングは未だ開発されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスを高温状態に維持することにより、例えば、高密度プリント配線板の構成材料として利用可能な極細ガラス繊維モノフィラメントを効率よく紡糸できるブッシングを提供することを目的とする。 Thus, in the present situation, a bushing that can improve the heating efficiency of the molten glass without increasing the thickness of the screen has not been developed yet. The present invention has been made in view of the above problems, and by maintaining the molten glass immediately before being discharged from the bushing nozzle in a high temperature state, for example, ultrafine glass that can be used as a constituent material of a high-density printed wiring board, for example. An object of the present invention is to provide a bushing capable of efficiently spinning a fiber monofilament.

上記課題を解決するための本発明に係るブッシングの特徴構成は、
ガラス繊維製造装置に設けられる白金を含有するブッシングであって、
複数の開口部を有するプレート状のスクリーンを備え、
前記スクリーンの幅方向の両端に電圧を印加した場合、当該スクリーンに電圧の勾配に沿って電流が連続的に流れる通電領域と連続的に流れない非通電領域とが存在し、
前記非通電領域において、金属が存在する中実部の平面積（Ｓ１）と金属が存在しない空間部の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を０〜１５／７０の範囲に設定してある点にある。 The characteristic configuration of the bushing according to the present invention for solving the above problems is as follows.
A bushing containing platinum provided in a glass fiber manufacturing apparatus,
A plate-like screen having a plurality of openings,
When a voltage is applied to both ends in the width direction of the screen, there is an energized region in which current continuously flows along a voltage gradient and a non-energized region in which current does not flow continuously on the screen,
In the non-energized region, the ratio (S1 / S2) of the flat area (S1) of the solid part where the metal exists and the flat area (S2) of the space part where the metal does not exist is set in the range of 0 to 15/70. It is in a certain point.

上記課題で述べたように、現状では、スクリーンを厚くすることなく、ブッシングの内部の溶融ガラスを高温状態に維持することは困難であった。これは、スクリーンに設けられた複数の孔の形状や配置が最適化されていないため、電流が流れ難い領域が比較的広い範囲に亘って存在し、スクリーンを通電加熱した際の溶融ガラスの加熱効率が低下してしまうことが一因である。従って、スクリーンを厚くすることなく、ブッシングの内部の溶融ガラスを高温状態に維持するためには、スクリーンにおける溶融ガラスの通過量を一定以上に確保しつつ、電流が流れ難い領域をできる限り減らして、溶融ガラスの加熱効率を改善させることが有効となる。
そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、複数の開口部を有するスクリーンにおいて、電圧の勾配に沿って電流が連続的に流れる通電領域と連続的に流れない非通電領域とを設け、当該非通電領域において、金属が存在する中実部の平面積（Ｓ１）と金属が存在しない空間部の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を０〜１５／７０の範囲に設定すれば、電流が流れ難い領域を減らしつつ、溶融ガラスの加熱効率を改善できることが判明した。
本構成のブッシングであれば、非通電領域において、金属が存在する中実部の平面積（Ｓ１）と金属が存在しない空間部の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が下限値の０の場合、非通電領域に中実部が存在せず、スクリーンの非通電領域が一端側から他端側まで連続的に繋がったスリット状となる。このようなスリット状の開口部であれば、加熱に貢献しない白金等の貴金属は実質的に皆無となるため、溶融ガラスの加熱効率は最大となる。さらに、スクリーンを溶融ガラスがスムーズに通過することができるので、溶融ガラスの流動状態も安定する。一方、非通電領域において、上記の比（Ｓ１／Ｓ２）の上限値を１５／７０とすることで、加熱に貢献しない白金等の貴金属の使用量をできるだけ少なくしてコストダウンに寄与しながら、一定以上の加熱効率を得ることが可能となる。すなわち、上記の範囲であれば、低コストでブッシングを構成しながらも、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスを十分に均質化することができる。 As described in the above problem, at present, it has been difficult to maintain the molten glass inside the bushing at a high temperature without increasing the thickness of the screen. This is because the shape and arrangement of the plurality of holes provided in the screen are not optimized, and there are areas where current is difficult to flow over a relatively wide range, and the molten glass is heated when the screen is energized and heated. One reason is that efficiency is reduced. Therefore, in order to maintain the molten glass inside the bushing at a high temperature without increasing the thickness of the screen, the area through which the current is difficult to flow is reduced as much as possible while ensuring the amount of molten glass passing through the screen above a certain level. It is effective to improve the heating efficiency of the molten glass.
In view of this, the inventors of the present invention have made extensive studies, and in a screen having a plurality of openings, an energized region in which current continuously flows along a voltage gradient and a non-energized region in which current does not flow are provided. In the energized region, if the ratio (S1 / S2) of the flat area (S1) of the solid part where the metal exists and the flat area (S2) of the space part where the metal does not exist is set to a range of 0 to 15/70 It has been found that the heating efficiency of the molten glass can be improved while reducing the region where the current hardly flows.
In the case of the bushing of this configuration, the ratio (S1 / S2) of the flat area (S1) of the solid part where the metal exists and the flat area (S2) of the space part where the metal does not exist is the lower limit in the non-energized region. In the case of 0, a solid portion does not exist in the non-energized area, and the non-energized area of the screen has a slit shape continuously connected from one end side to the other end side. With such a slit-shaped opening, there is substantially no precious metal such as platinum that does not contribute to heating, so the heating efficiency of the molten glass is maximized. Furthermore, since the molten glass can pass smoothly through the screen, the flow state of the molten glass is also stabilized. On the other hand, in the non-energized region, by setting the upper limit of the ratio (S1 / S2) to 15/70, while reducing the amount of noble metal such as platinum that does not contribute to heating as much as possible and contributing to cost reduction, It becomes possible to obtain heating efficiency above a certain level. That is, if it is said range, it can maintain the temperature of the molten glass just before discharging from a bushing nozzle in a high temperature state, and can fully homogenize a molten glass, although it comprises bushing at low cost.

本発明に係るブッシングにおいて、前記開口部の１個あたりの開口面積は、０．８〜６６００ｍｍ^２であることが好ましい。 In the bushing according to the present invention, the opening area per one of the openings is preferably 0.8 to 6600 mm ² .

本構成のブッシングであれば、ガラス溶融炉、フィーダー、及びブッシングブロック等を構成している耐火物の一部が劣化等により剥離し、異物として落下した場合であっても、スクリーンに設けられた複数の開口部の１個あたりの開孔面積の下限値を０．８ｍｍ^２とすることで、異物がブッシングノズルの上に堆積することにより発生する目詰まりを防止しながら、スクリーンにおける溶融ガラスの通過を確実に確保し、ガラス繊維の紡糸を継続的に実施することができる。一方、当該面積の上限値を６６００ｍｍ^２とすることで、落下した異物をスクリーンで確実に捕捉することができる。 In the case of the bushing of this configuration, even if a part of the refractory constituting the glass melting furnace, feeder, bushing block, etc. is peeled off due to deterioration or the like and dropped as a foreign object, it was provided on the screen. By setting the lower limit value of the opening area per one of the plurality of openings to 0.8 mm ² , while preventing clogging caused by the accumulation of foreign matter on the bushing nozzle, The passage can be ensured reliably, and the fiberglass can be continuously spun. On the other hand, by setting the upper limit of the area to 6600 mm ² , the fallen foreign matter can be reliably captured by the screen.

本発明に係るブッシングにおいて、前記開口部の形状は、電圧の勾配に平行な方向が垂直な方向よりも長手の楕円又は長穴であることが好ましい。 The bushing which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the shape of the said opening part is a long ellipse or a long hole rather than the direction perpendicular | vertical in the direction parallel to the voltage gradient.

開口部が同一面積であれば、楕円の短軸又は長穴の短辺のサイズは、同一面積の円の直径よりも短くなる。本構成のブッシングであれば、非通電領域が細長形状になるため、通電領域の総面積が増え、通電領域に流れる電流が増加する。その結果、スクリーンから十分な抵抗熱が発生し、溶融ガラスの加熱効率が改善する。従って、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスを十分に均質化することができる。また、開口部の形状が楕円又は長穴であれば、落下した異物が開口部に引っ掛かる確率が高まる。その結果、異物を効率的に捕捉することができる。長穴には、両端が直線で構成されたもの（矩形やスリット状のもの）や、両端をラウンドしたもの等が含まれる。 If the openings have the same area, the size of the short axis of the ellipse or the short side of the long hole is shorter than the diameter of the circle of the same area. In the case of the bushing of this configuration, since the non-energized region has an elongated shape, the total area of the energized region increases and the current flowing through the energized region increases. As a result, sufficient resistance heat is generated from the screen, and the heating efficiency of the molten glass is improved. Therefore, the temperature of the molten glass immediately before discharging from the bushing nozzle can be maintained at a high temperature, and the molten glass can be sufficiently homogenized. Moreover, if the shape of the opening is an ellipse or a long hole, the probability that the fallen foreign matter is caught in the opening increases. As a result, foreign substances can be efficiently captured. The long hole includes one in which both ends are straight (rectangular or slit-shaped), one in which both ends are rounded, and the like.

本発明に係るブッシングにおいて、前記電圧の勾配に対して垂直な方向に沿って、前記通電領域と前記非通電領域とが一定間隔で交互配置されていることが好ましい。 In the bushing according to the present invention, it is preferable that the energized regions and the non-energized regions are alternately arranged at regular intervals along a direction perpendicular to the voltage gradient.

本構成のブッシングであれば、スクリーンの一部に通電領域が偏って存在することがないので、通電領域から発生した抵抗熱によってスクリーン周辺の温度分布が均一となり、スクリーン全体での溶融ガラスの加熱効率が改善する。その結果、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスを十分に均質化することができる。また、スクリーンの一部に非通電領域が偏って存在することがないので、異物が空間部に効率よく捕捉されるとともに、溶融ガラスの流動状態も安定する。 In the case of the bushing of this configuration, since the energized region does not exist in a part of the screen, the temperature distribution around the screen becomes uniform due to the resistance heat generated from the energized region, and the molten glass is heated throughout the screen. Efficiency is improved. As a result, the temperature of the molten glass immediately before being discharged from the bushing nozzle can be maintained at a high temperature, and the molten glass can be sufficiently homogenized. In addition, since the non-energized region does not exist in a part of the screen, foreign matter is efficiently captured in the space and the flow state of the molten glass is stabilized.

本発明に係るブッシングにおいて、前記非通電領域において、前記中実部と前記空間部とが一定間隔で交互配置されていることが好ましい。 The bushing which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said solid part and the said space part are alternately arrange | positioned by the fixed space | interval in the said non-energized area | region.

本構成のブッシングであれば、非通電領域において空間部が偏らず、万遍なく存在することになる。これにより、非通電領域に存在する空間部の夫々を通過する溶融ガラスに通電領域から発生した抵抗熱が均一に与えられ易くなり、スクリーンを通過する溶融ガラスの加熱効率が改善する。その結果、ブッシングノズルから吐出する直前の溶融ガラスの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスを十分に均質化することができる。また、異物がスクリーンの何れの位置に落下しても、空間部がスクリーンの幅方向に亘って万遍なく存在するため、非通電領域の一部に空間部が偏って存在している場合より、空間部によって異物が捕捉され易い。さらに、溶融ガラスが、非通電領域に万遍なく存在する空間部に分散してスクリーンを通過するため、溶融ガラスの流動状態もより安定する。 In the case of the bushing of this configuration, the space portion is not biased in the non-energized region and exists uniformly. Thereby, it becomes easy to apply the resistance heat generated from the energized region to the molten glass passing through each of the space portions existing in the non-energized region, and the heating efficiency of the molten glass passing through the screen is improved. As a result, the temperature of the molten glass immediately before being discharged from the bushing nozzle can be maintained at a high temperature, and the molten glass can be sufficiently homogenized. In addition, even if a foreign object falls to any position on the screen, the space portion exists uniformly in the width direction of the screen, so that the space portion is biased to a part of the non-energized region. , Foreign objects are easily captured by the space. Furthermore, since the molten glass is dispersed in the space that exists uniformly in the non-energized region and passes through the screen, the flow state of the molten glass is further stabilized.

図１は、本発明のブッシングの全体構造を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing the overall structure of the bushing of the present invention. 図２は、本発明の第１実施形態によるスクリーンを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a screen according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第２実施形態によるスクリーンを示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a screen according to a second embodiment of the present invention. 図４は、ブッシング本体の内部に存在する溶融ガラスの温度分布のシミュレーション結果である。FIG. 4 is a simulation result of the temperature distribution of the molten glass existing inside the bushing body.

以下、本発明のブッシングに関する実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。 Hereinafter, an embodiment relating to the bushing of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.

＜ブッシング＞
図１は、本発明のブッシング１００の全体構造を示す概略図である。ブッシング１００は、ガラス繊維を製造する紡糸装置の主要部であり、高温の溶融ガラスＭからガラス繊維を紡出するために使用される成形部材の一種である。ブッシング１００は、ブッシング本体１０、スクリーン２０、ベースプレート７０、及びブッシングノズル８０を備えている。ガラス繊維の製造にあたっては、先ず、製造ラインに設置されたガラス溶融炉（図示せず）で、ガラス原料やカレット、マーブル等の固体ガラス素材を加熱して高温の溶融ガラスＭとし、この溶融ガラスＭを清澄槽（図示せず）で清澄化・均質化した後、フィーダー３０からブッシング１００につながる流入部４０に流入させる。なお、フィーダー３０には複数のブッシング１００を取り付けることができ、その場合、複数のブッシング１００に溶融ガラスＭを同時に供給することができる。流入部４０に流入した溶融ガラスＭは周囲をフローブロック５０で囲まれた空間に流れ落ち、さらに、周囲をブッシングブロック６０で囲まれた空間を経て、ブッシング本体１０に供給される。フローブロック５０及びブッシングブロック６０は、クロム煉瓦やジルコン煉瓦等の耐火物で構成される。ブッシング本体１０は、白金等の貴金属で構成される。本発明では、ブッシングブロック６０がフローブロック５０の下流側に存在している。このため、ブッシング本体１０が劣化等の理由により交換が必要となった場合であっても、ブロック全体を交換せずとも、ブッシング本体１０が直接取り付けられているブッシングブロック６０の交換のみで足りる。 <Bushing>
FIG. 1 is a schematic view showing the overall structure of a bushing 100 of the present invention. The bushing 100 is a main part of a spinning device for producing glass fibers, and is a kind of molded member used for spinning glass fibers from a high-temperature molten glass M. The bushing 100 includes a bushing body 10, a screen 20, a base plate 70, and a bushing nozzle 80. In the production of glass fiber, first, a glass melting furnace (not shown) installed in a production line is used to heat a glass material, a solid glass material such as cullet, marble, etc. to obtain a high-temperature molten glass M, and this molten glass. M is clarified and homogenized in a clarification tank (not shown), and then flows from the feeder 30 into the inflow portion 40 connected to the bushing 100. A plurality of bushings 100 can be attached to the feeder 30, and in that case, the molten glass M can be simultaneously supplied to the plurality of bushings 100. The molten glass M that has flowed into the inflow portion 40 flows down into the space surrounded by the flow block 50, and is further supplied to the bushing body 10 through the space surrounded by the bushing block 60. The flow block 50 and the bushing block 60 are made of a refractory material such as chrome brick or zircon brick. The bushing body 10 is made of a noble metal such as platinum. In the present invention, the bushing block 60 exists on the downstream side of the flow block 50. For this reason, even if the bushing body 10 needs to be replaced due to deterioration or the like, it is only necessary to replace the bushing block 60 to which the bushing body 10 is directly attached without replacing the entire block.

ブッシング本体１０の底部には、ベースプレート７０が取り付けられている。ベースプレート７０には０．７０〜２．００ｍｍの径を有するブッシングノズル８０が１０〜８０００本設けられ、ブッシングノズル８０から吐出した溶融ガラスＭが繊維状のガラスモノフィラメントとして紡糸される。ガラスモノフィラメントは冷却後、集束剤を塗布され、多数本のモノフィラメントが集束されたガラスストランドとして巻き取られ、ガラスケーキ等が作製される。 A base plate 70 is attached to the bottom of the bushing body 10. The base plate 70 is provided with 10 to 8000 bushing nozzles 80 having a diameter of 0.70 to 2.00 mm, and the molten glass M discharged from the bushing nozzles 80 is spun as a fibrous glass monofilament. After cooling, the glass monofilament is coated with a sizing agent and wound up as a glass strand in which a large number of monofilaments are bundled to produce a glass cake or the like.

ブッシング本体１０の内部には、異物がブッシングノズル８０上に堆積することを防止するためのスクリーン２０が設けられている。スクリーン２０は、本発明における主要な構成要素である。スクリーン２０には、溶融ガラスＭが通過するための複数の開口部が形成されている。スクリーン２０はブッシング本体１０を横断するように、ブッシング本体１０の側壁部に全周的に取り付けられる。スクリーン２０の取り付け位置は、ブッシング本体１０の内部であって、ベースプレート７０より上方であれば、特に限定されない。ブッシング本体１０へのスクリーン２０の取り付け方法には、リベットによる結合や溶接等がある。スクリーン２０は、白金等の貴金属で構成されているため、通電により抵抗熱が発生し、スクリーン２０の近傍に存在する溶融ガラスＭ又はスクリーン２０の開口部を通過する溶融ガラスＭを加熱する。 A screen 20 for preventing foreign matter from accumulating on the bushing nozzle 80 is provided inside the bushing body 10. The screen 20 is a main component in the present invention. The screen 20 is formed with a plurality of openings through which the molten glass M passes. The screen 20 is attached to the side wall of the bushing main body 10 so as to traverse the bushing main body 10. The mounting position of the screen 20 is not particularly limited as long as it is inside the bushing body 10 and above the base plate 70. As a method of attaching the screen 20 to the bushing body 10, there are a rivet connection and welding. Since the screen 20 is made of a noble metal such as platinum, resistance heat is generated by energization, and the molten glass M existing in the vicinity of the screen 20 or the molten glass M passing through the opening of the screen 20 is heated.

ところで、スクリーン２０の開口部は、ある種の絶縁体として作用する。スクリーン２０を通電加熱する場合、例えば、スクリーン２０の幅方向の両端に電圧を印加する。このとき、スクリーン２０の一端側から他端側に向けて電圧勾配が発生し、電流が流れる。ここで、電流の流れる先の領域に開口部（空間部）が存在すると、電流は当該開口部を回避し、側方に逸れようとする。そうすると、開口部の周囲には電流が殆ど流れないため、開口部付近においては抵抗熱が効率よく発生しない。 By the way, the opening of the screen 20 acts as a kind of insulator. When the screen 20 is energized and heated, for example, a voltage is applied to both ends of the screen 20 in the width direction. At this time, a voltage gradient is generated from one end side of the screen 20 toward the other end side, and a current flows. Here, if an opening (space) exists in a region where current flows, the current avoids the opening and tends to escape to the side. Then, since almost no current flows around the opening, resistance heat is not efficiently generated in the vicinity of the opening.

一方、スクリーン２０を構成する白金等の貴金属は非常に高価であるため、抵抗熱の発生に貢献しない貴金属はできるだけ少なくしたいという要望がある。そこで、本発明では、スクリーン２０に設けられる開口部の形状や配置を工夫することにより、溶融ガラスＭの加熱効率の改善を図っている。以下、それらの実施形態について説明する。 On the other hand, since noble metals such as platinum constituting the screen 20 are very expensive, there is a demand to reduce as much as possible noble metals that do not contribute to the generation of resistance heat. Therefore, in the present invention, the heating efficiency of the molten glass M is improved by devising the shape and arrangement of the openings provided in the screen 20. Hereinafter, those embodiments will be described.

〔第１実施形態〕
図２は、スクリーン２０の一実施形態であり、第１実施形態によるスクリーン２１の概略図を示す。スクリーン２１には複数の開口部１が設けられており、これらは全て同一の形状及び大きさである。スクリーン２１の両端に電圧を印加すると、図中のグラフで示すようにスクリーン２１に電圧の勾配が発生する。このため、スクリーン２１の一端側から他端側に向けて電流が一方向に（図中の矢印方向に）流れることになる。ただし、前述のように、スクリーン２１に設けられている開口部１には電流が流れないため、電圧の勾配に平行な方向において、開口部１が位置する帯状の領域は電流が連続的に流れない非通電領域となる。一方、非通電領域に隣接する開口部１が位置しない帯状の領域は電流が連続的に流れる通電領域となる。本実施形態においては、電圧の勾配に対して垂直な方向に沿って、通電領域と非通電領域とが一定間隔で交互配置されており、非通電領域において、金属が存在する中実部２と金属が存在しない空間部としての開口部１とが一定間隔で交互配置されている。従って、通電領域から発生した抵抗熱によってスクリーン２１周辺の温度分布が均一となり、スクリーン２１の近傍に存在する溶融ガラスＭ又はスクリーン２１の開口部１を通過する溶融ガラスＭの加熱効率が改善する。このスクリーン２１であれば、ガラス溶融炉（図示せず）やフィーダー３０を構成する耐火物等の異物が落下した場合でも、当該異物は開口部１に効率よく捕捉される。また、スクリーン２１における溶融ガラスＭの通過量が一定以上に確保される結果、溶融ガラスＭがスクリーン２１を通過する効率も低下しない。ここで、スクリーン２１を構成するに際し、非通電領域において、中実部２の平面積（Ｓ１）と空間部１の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を０〜１５／７０の範囲に設定する。上記比（Ｓ１／Ｓ２）が下限値である０の場合、非通電領域に中実部２が存在せず、スクリーン２１の非通電領域が一端側から他端側まで連続的に繋がったスリット状となる。スリット状の開口部１を有するスクリーン２２については、次の第２実施形態において詳述する。上記比（Ｓ１／Ｓ２）が上限値である１５／７０の場合、加熱に貢献しない白金等の貴金属の使用量をできるだけ少なくしてコストダウンに寄与しながら、一定以上の加熱効率を得ることが可能となる。すなわち、上記の範囲であれば、低コストでブッシング１００を構成しながらも、ブッシングノズル８０から吐出する直前の溶融ガラスＭの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスＭを十分に均質化することができる。 [First Embodiment]
FIG. 2 is an embodiment of the screen 20 and shows a schematic view of the screen 21 according to the first embodiment. The screen 21 is provided with a plurality of openings 1, all of which have the same shape and size. When a voltage is applied to both ends of the screen 21, a voltage gradient is generated on the screen 21 as shown by a graph in the figure. For this reason, a current flows in one direction (in the direction of the arrow in the figure) from one end side of the screen 21 toward the other end side. However, as described above, since no current flows through the opening 1 provided in the screen 21, the current continuously flows in the band-shaped region where the opening 1 is located in a direction parallel to the voltage gradient. There will be no de-energized area. On the other hand, the belt-like region where the opening 1 adjacent to the non-energized region is not located is a conductive region where current flows continuously. In the present embodiment, the energized areas and the non-energized areas are alternately arranged at regular intervals along the direction perpendicular to the voltage gradient. In the non-energized area, the solid portion 2 where the metal exists Openings 1 as spaces where no metal exists are alternately arranged at regular intervals. Therefore, the temperature distribution around the screen 21 becomes uniform due to the resistance heat generated from the energized region, and the heating efficiency of the molten glass M existing in the vicinity of the screen 21 or the molten glass M passing through the opening 1 of the screen 21 is improved. With this screen 21, even when a foreign material such as a refractory constituting a glass melting furnace (not shown) or the feeder 30 falls, the foreign material is efficiently captured in the opening 1. In addition, as a result of the passage of the molten glass M through the screen 21 being ensured above a certain level, the efficiency with which the molten glass M passes through the screen 21 does not decrease. Here, when the screen 21 is configured, the ratio (S1 / S2) of the flat area (S1) of the solid part 2 and the flat area (S2) of the space part 1 is set to 0 to 15/70 in the non-energized region. Set to range. When the ratio (S1 / S2) is 0 which is the lower limit value, the solid portion 2 does not exist in the non-energized region, and the non-energized region of the screen 21 is continuously connected from one end side to the other end side. It becomes. The screen 22 having the slit-shaped opening 1 will be described in detail in the next second embodiment. When the ratio (S1 / S2) is 15/70, which is the upper limit, it is possible to obtain heating efficiency above a certain level while contributing to cost reduction by reducing the amount of noble metals such as platinum that do not contribute to heating as much as possible. It becomes possible. That is, within the above range, the temperature of the molten glass M immediately before being discharged from the bushing nozzle 80 is maintained at a high temperature while the bushing 100 is configured at low cost, and the molten glass M is sufficiently homogenized. Can do.

開口部１の１個あたりの開口面積は、０．８〜６６００ｍｍ^２であることが好ましい。ガラス溶融炉（図示せず）、フィーダー３０、及びブッシングブロック６０等を構成している耐火物の一部が劣化等により剥離し、異物として落下した場合であっても、スクリーン２１に設けられた複数の開口部１の１個あたりの開孔面積の下限値を０．８ｍｍ^２とすることで、異物がブッシングノズル８０の上に堆積することにより発生する目詰まりを防止しながら、スクリーン２１における溶融ガラスＭの一定量の通過を確実に確保し、ガラス繊維の紡糸を継続的に実施することができる。一方、当該面積の上限値を６６００ｍｍ^２とすることで、落下した異物をスクリーン２１で確実に捕捉することができる。 The opening area per opening 1 is preferably 0.8 to 6600 mm ² . Even when a part of the refractory constituting the glass melting furnace (not shown), the feeder 30 and the bushing block 60 is peeled off due to deterioration or the like and dropped as a foreign object, it is provided on the screen 21. By setting the lower limit value of the opening area per one of the plurality of openings 1 to 0.8 mm ² , while preventing clogging caused by foreign matter accumulating on the bushing nozzle 80, A certain amount of passage of the molten glass M can be reliably ensured, and the spinning of the glass fiber can be carried out continuously. On the other hand, by setting the upper limit value of the area to 6600 mm ² , the fallen foreign matter can be reliably captured by the screen 21.

開口部１の形状は、電圧の勾配に平行な方向が垂直な方向よりも長手の長穴であることが好ましい。開口部１が同一面積であれば、楕円の短軸又は長穴の短辺のサイズは、同一面積の円の直径よりも短くなる。この場合、非通電領域がより細長形状になるため、通電領域の総面積が増え、通電領域に流れる電流が増加する。その結果、スクリーン２１から十分な抵抗熱が発生し、溶融ガラスＭの加熱効率が改善する。従って、ブッシングノズル８０から吐出する直前の溶融ガラスＭの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスＭを十分に均質化することができる。また、開口部１の形状が楕円又は長穴であれば、落下した異物が開口部１に引っ掛かる確率が高まる。その結果、異物を効率的に捕捉することができる。長穴には、両端が直線で構成されたもの（矩形やスリット状のもの）や、両端をラウンドしたもの等が含まれる。 The shape of the opening 1 is preferably a long hole that is longer in the direction parallel to the voltage gradient than in the direction perpendicular thereto. If the opening 1 has the same area, the size of the short axis of the ellipse or the short side of the long hole is shorter than the diameter of the circle of the same area. In this case, since the non-energized region is more elongated, the total area of the energized region is increased and the current flowing through the energized region is increased. As a result, sufficient resistance heat is generated from the screen 21, and the heating efficiency of the molten glass M is improved. Therefore, the temperature of the molten glass M just before discharging from the bushing nozzle 80 can be maintained at a high temperature state, and the molten glass M can be sufficiently homogenized. Moreover, if the shape of the opening 1 is an ellipse or a long hole, the probability that the fallen foreign matter will be caught in the opening 1 increases. As a result, foreign substances can be efficiently captured. The long hole includes one in which both ends are straight (rectangular or slit-shaped), one in which both ends are rounded, and the like.

〔第２実施形態〕
図３は、スクリーン２０の一実施形態であり、第２実施形態によるスクリーン２２の概略図を示す。スクリーン２２は、第１実施形態のスクリーン２１に設置された複数の開口部１全体がスリット状になったものである。従って、開口部１以外の構成についての詳細な説明は省略する。また、図面においても、電源及び電圧勾配のグラフは省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is an embodiment of the screen 20 and shows a schematic view of the screen 22 according to the second embodiment. The screen 22 has a plurality of openings 1 that are installed in the screen 21 of the first embodiment in a slit shape. Therefore, a detailed description of the configuration other than the opening 1 is omitted. In the drawings, the power supply and voltage gradient graphs are also omitted.

開口部１の形状が、電圧の勾配に平行な方向が垂直な方向よりも長手の矩形であり、非通電領域において、中実部２の平面積（Ｓ１）と空間部１の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が０であれば、開口部１全体がスリット状となる。スリット状の開口部１には電流が流れないため、電圧の勾配に平行な方向において、開口部１が位置する帯状の領域は電流が連続的に流れない非通電領域となる。第２実施形態の非通電領域においては、第１実施形態にあった中実部２は存在しない。一方、非通電領域に隣接する開口部１が位置しない帯状の領域は電流が連続的に流れる通電領域となる。このようなスリット状の開口部１であれば、加熱に貢献しない白金等の貴金属は実質的に皆無となるため、溶融ガラスＭの加熱効率は最大となる。さらに、スクリーン２２を溶融ガラスＭがスムーズに通過することができるので、溶融ガラスＭの流動状態も安定する。なお、ブッシング本体１０の内部へのスクリーン２２の取り付けを容易にするため、スクリーン２２の幅方向の両側において、非通電領域と通電領域との相対位置を固定する帯状の固定部材（図示せず）を設けても構わない。第２実施形態のスクリーン２２を採用すれば、低コストでブッシングを構成しながらも、ブッシングノズル８０から吐出する直前の溶融ガラスＭの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスＭをより十分に均質化することができる。 The shape of the opening 1 is a rectangle that is longer than the direction perpendicular to the direction parallel to the voltage gradient, and in the non-energized region, the flat area (S1) of the solid part 2 and the flat area (S2) of the space part 1 ) (S1 / S2) is 0, the entire opening 1 is slit-shaped. Since no current flows through the slit-shaped opening 1, the band-shaped region where the opening 1 is located is a non-energized region where no current flows continuously in a direction parallel to the voltage gradient. In the non-energized region of the second embodiment, the solid part 2 that was in the first embodiment does not exist. On the other hand, the belt-like region where the opening 1 adjacent to the non-energized region is not located is a conductive region where current flows continuously. With such a slit-like opening 1, there is substantially no precious metal such as platinum that does not contribute to heating, so that the heating efficiency of the molten glass M is maximized. Furthermore, since the molten glass M can pass smoothly through the screen 22, the flow state of the molten glass M is also stabilized. In order to facilitate the attachment of the screen 22 to the inside of the bushing body 10, a belt-like fixing member (not shown) that fixes the relative positions of the non-energized region and the energized region on both sides in the width direction of the screen 22. May be provided. If the screen 22 of 2nd Embodiment is employ | adopted, while configuring bushing at low cost, the temperature of the molten glass M just before discharging from the bushing nozzle 80 will be maintained in a high temperature state, and the molten glass M will be more fully homogeneous. Can be

〔シミュレーション結果〕
次に、本発明のブッシング１００を用いた場合、溶融ガラスＭの加熱効率が改善されることを確認するため、以下に説明するシミュレーションを行った。〔simulation result〕
Next, in order to confirm that the heating efficiency of the molten glass M is improved when the bushing 100 of the present invention is used, a simulation described below was performed.

このシミュレーションでは、図２に示した第１実施形態のスクリーン２１と同タイプの長穴が形成されたスクリーンを備えたブッシング、及び図３に示した第２実施形態のスクリーン２２と同タイプのスリットが形成されたスクリーンを備えたブッシングを使用することを想定している。また、比較として、従来の円形孔を有するスクリーンを備えたブッシングについても同様のシミュレーションを行った。各シミュレーションにおいて、電圧勾配に垂直な方向での長穴の幅、スリットの幅、及び円形孔の直径を同一に設定した。また、電圧勾配に平行な方向の任意断面及び垂直な方向の任意断面において、ベースプレート７０から１０ｍｍ上方位置に存在する溶融ガラスＭの温度を計算した。 In this simulation, a bushing having a screen in which a slot of the same type as the screen 21 of the first embodiment shown in FIG. 2 is formed, and a slit of the same type as the screen 22 of the second embodiment shown in FIG. It is assumed to use a bushing with a screen formed with. For comparison, a similar simulation was performed on a bushing having a screen having a conventional circular hole. In each simulation, the width of the long hole, the width of the slit, and the diameter of the circular hole in the direction perpendicular to the voltage gradient were set to be the same. Further, the temperature of the molten glass M existing 10 mm above the base plate 70 was calculated in an arbitrary cross section parallel to the voltage gradient and an arbitrary cross section perpendicular to the voltage gradient.

図４は、上記３タイプのスクリーンを備えたブッシングにおいて、ブッシング本体１０の内部に存在する溶融ガラスＭの温度分布のシミュレーション結果である。当該温度分布は、ブッシング本体１０の内部に設けられたスクリーンを通電し、それによって発生する抵抗熱によってもたらされる各位置における溶融ガラスＭの温度を反映している。図４（ａ）は電圧勾配に平行な方向における温度分布を示し、図４（ｂ）は電圧勾配に垂直な方向における温度分布を示している。図４（ａ）において、グラフの左右軸は、全ブッシングノズル８０が存在する範囲の電圧勾配に平行な方向の両端位置を示し、図４（ｂ）において、グラフの左右軸は、全ブッシングノズル８０が存在する範囲の電圧勾配に垂直な方向の両端位置を示す。図４（ａ）及び（ｂ）に示す基準点とは、従来の円形孔を有するスクリーンを備えたブッシングを使用した場合のベースプレート７０の中心位置に対応する点であり、図４（ａ）及び（ｂ）の基準点は同一である。上記基準点における温度をベース温度と規定し、当該ベース温度と溶融ガラス温度との差をグラフに示している。図４（ａ）及び（ｂ）より、電圧勾配に平行な方向及び電圧勾配に垂直な方向において、開口部１の形状がスリット状であると、何れの位置においても、溶融ガラスＭの温度が最も高くなることが判明した。開口部１の形状が長穴であると、スリット状である場合ほどではないが、従来の円形である場合より溶融ガラスＭの温度が高くなることが判明した。このように、本発明のブッシング１００を使用すれば、ブッシングノズル８０から吐出する直前の溶融ガラスＭの温度を高温状態に維持し、溶融ガラスＭを十分に均質化することができると言える。なお、図示しないが、スクリーンの厚みを増大させると、溶融ガラスＭの温度をさらに上昇させることができることも判明した。 FIG. 4 is a simulation result of the temperature distribution of the molten glass M present inside the bushing body 10 in the bushing having the three types of screens. The temperature distribution reflects the temperature of the molten glass M at each position caused by the resistance heat generated by energizing the screen provided inside the bushing body 10. 4A shows the temperature distribution in the direction parallel to the voltage gradient, and FIG. 4B shows the temperature distribution in the direction perpendicular to the voltage gradient. 4A, the left and right axes of the graph indicate both end positions in a direction parallel to the voltage gradient in the range where all the bushing nozzles 80 exist, and in FIG. 4B, the left and right axes of the graph indicate all the bushing nozzles. The both end positions in the direction perpendicular to the voltage gradient in the range where 80 exists are shown. The reference points shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are points corresponding to the center position of the base plate 70 when a conventional bushing having a screen having a circular hole is used. The reference point of (b) is the same. The temperature at the reference point is defined as the base temperature, and the difference between the base temperature and the molten glass temperature is shown in the graph. 4 (a) and 4 (b), when the shape of the opening 1 is slit-like in the direction parallel to the voltage gradient and in the direction perpendicular to the voltage gradient, the temperature of the molten glass M is any position. It turned out to be the highest. It has been found that if the shape of the opening 1 is a long hole, the temperature of the molten glass M is higher than that of a conventional circular shape, although not as much as when it is a slit shape. Thus, if the bushing 100 of this invention is used, it can be said that the temperature of the molten glass M just before discharging from the bushing nozzle 80 can be maintained in a high temperature state, and the molten glass M can fully be homogenized. Although not shown, it has also been found that the temperature of the molten glass M can be further increased by increasing the thickness of the screen.

本発明のブッシングは、ガラス製品、例えば高密度プリント配線基板の構成材料に用いられるガラス繊維を製造するガラス繊維製造装置に利用可能である。 The bushing of this invention can be utilized for the glass fiber manufacturing apparatus which manufactures the glass fiber used for the constituent material of glass products, for example, a high-density printed wiring board.

１開口部（空間部）
２中実部
１０ブッシング本体
２０，２１，２２，スクリーン
３０フィーダー
４０流入部
５０フローブロック
６０ブッシングブロック
７０ベースプレート
８０ブッシングノズル
１００ブッシング 1 opening (space)
2 Solid part 10 Bushing body 20, 21, 22, Screen 30 Feeder 40 Inflow part 50 Flow block 60 Bushing block 70 Base plate 80 Bushing nozzle 100 Bushing

Claims

ガラス繊維製造装置に設けられる白金を含有するブッシングであって、
複数の開口部を有するプレート状のスクリーンを備え、
前記スクリーンの幅方向の両端に電圧を印加した場合、当該スクリーンに電圧の勾配に沿って電流が連続的に流れる通電領域と連続的に流れない非通電領域とが存在し、
前記非通電領域において、金属が存在する中実部の平面積（Ｓ１）と金属が存在しない空間部の平面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を０〜１５／７０の範囲に設定してあるブッシング。 A bushing containing platinum provided in a glass fiber manufacturing apparatus,
A plate-like screen having a plurality of openings,
When a voltage is applied to both ends in the width direction of the screen, there is an energized region in which current continuously flows along a voltage gradient and a non-energized region in which current does not flow continuously on the screen,
In the non-energized region, the ratio (S1 / S2) of the flat area (S1) of the solid part where the metal exists and the flat area (S2) of the space part where the metal does not exist is set in the range of 0 to 15/70. A bushing.

前記開口部の１個あたりの開口面積は、０．８〜６６００ｍｍ^２である請求項１に記載のブッシング。 The bushing according to claim 1, wherein an opening area per one of the openings is 0.8 to 6600 mm ² .

前記開口部の形状は、電圧の勾配に平行な方向が垂直な方向よりも長手の楕円又は長穴である請求項１又は２に記載のブッシング。 3. The bushing according to claim 1, wherein the shape of the opening is an ellipse or a slot that is longer in the direction parallel to the voltage gradient than in the direction perpendicular to the voltage.

前記電圧の勾配に対して垂直な方向に沿って、前記通電領域と前記非通電領域とが一定間隔で交互配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載のブッシング。 The bushing according to any one of claims 1 to 3, wherein the energized region and the non-energized region are alternately arranged at a constant interval along a direction perpendicular to the gradient of the voltage.

前記非通電領域において、前記中実部と前記空間部とが一定間隔で交互配置されている請求項１〜４の何れか一項に記載のブッシング。 The bushing as described in any one of Claims 1-4 by which the said solid part and the said space part are alternately arrange | positioned by the fixed space | interval in the said non-energization area | region.