JPH068186B2 - グラスファイバの製造のための方法及びブッシング - Google Patents
グラスファイバの製造のための方法及びブッシングInfo
- Publication number
- JPH068186B2 JPH068186B2 JP59503480A JP50348084A JPH068186B2 JP H068186 B2 JPH068186 B2 JP H068186B2 JP 59503480 A JP59503480 A JP 59503480A JP 50348084 A JP50348084 A JP 50348084A JP H068186 B2 JPH068186 B2 JP H068186B2
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- JP
- Japan
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- tip
- orifice
- pressure
- bushing
- cone
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- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
-
- 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
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
- C03B37/083—Nozzles; Bushing nozzle plates
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)
- Seal Device For Vehicle (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は溶融材料、特に溶融ガラスからフィラメントを
製造する技術に関するもので、フラッディング及びビー
ドの滴下による製造過程の中断を極小化するような改良
に関する。
製造する技術に関するもので、フラッディング及びビー
ドの滴下による製造過程の中断を極小化するような改良
に関する。
背景技術 連続的なガラスのフィラメントを製造するに際して、従
来から、電気的に加熱された白金もしくは白金合金から
なるブッシングの底壁に密集して設けられたオリフィス
から溶融ガラスを個別に流下させている。ブッシングに
付設された装置により、個々の流れをフィラメントとし
て引出し、即ち絞るが、この過程は連続的もしくは非連
続的であって良い。
来から、電気的に加熱された白金もしくは白金合金から
なるブッシングの底壁に密集して設けられたオリフィス
から溶融ガラスを個別に流下させている。ブッシングに
付設された装置により、個々の流れをフィラメントとし
て引出し、即ち絞るが、この過程は連続的もしくは非連
続的であって良い。
一般的に用いられている連続的なフィラメントブッシン
グとして2つの形式がある。従来から知られ、一般的に
用いられている第の形式は、下面から突出する複数の筒
状のテイップを有する溶融ガラス流下用のオリフィスを
備えるオリフィスプレートを用いるもので、最近開発さ
れた第2の形式は、平坦な表面を有する底壁を用いるも
のである。第1の形式は、ティップ付ブッシングと呼ば
れ、その例が、ラッセルによる米国再発行特許第24,
060号、グレーザーらによる米国特許4,222,7
57及び同第4,321,074号明細書に開示されて
いる。第2の形式のブッシングはティップレスブッシン
グとして知られ、その1例がストリックランドによる米
国特許第3,905,790号明細書に開示されてい
る。
グとして2つの形式がある。従来から知られ、一般的に
用いられている第の形式は、下面から突出する複数の筒
状のテイップを有する溶融ガラス流下用のオリフィスを
備えるオリフィスプレートを用いるもので、最近開発さ
れた第2の形式は、平坦な表面を有する底壁を用いるも
のである。第1の形式は、ティップ付ブッシングと呼ば
れ、その例が、ラッセルによる米国再発行特許第24,
060号、グレーザーらによる米国特許4,222,7
57及び同第4,321,074号明細書に開示されて
いる。第2の形式のブッシングはティップレスブッシン
グとして知られ、その1例がストリックランドによる米
国特許第3,905,790号明細書に開示されてい
る。
これらのグラスファイバ形成装置のいずれに於ても、形
成オリフィスの出口端に於て形成されるコーンから、グ
ラスファイバが絞られる。コーンは、実質的にオリフィ
スと同一の直径を有する上側基部から円滑な漸近的形状
をなしてファイバとして絞られる。ブッシング内の溶融
ガラスのヘッド圧は、オリフィスをによる圧力降下をも
ってコーン内に於ける所望のガラス圧に減じられ、テイ
ップ付ブッシングの場合には、更にテイップによる圧力
降下が追加されることとなる。
成オリフィスの出口端に於て形成されるコーンから、グ
ラスファイバが絞られる。コーンは、実質的にオリフィ
スと同一の直径を有する上側基部から円滑な漸近的形状
をなしてファイバとして絞られる。ブッシング内の溶融
ガラスのヘッド圧は、オリフィスをによる圧力降下をも
ってコーン内に於ける所望のガラス圧に減じられ、テイ
ップ付ブッシングの場合には、更にテイップによる圧力
降下が追加されることとなる。
いずれかのオリフィスに於けるファイバの絞り過程が中
断されると、溶融ガラスは、ブッシング内のヘッド圧に
よりオリフィスから流出し、ビードを形成し、他のオリ
フィスから絞られつつあるフィラメントに向けて滴下す
ることとなる。このビードが、フィラメントの製造を中
断させ、ブッシング全体を新たに再起動させる必要を生
じさせる。その結果引起こる製造過程の中断は、全製造
過程の運転効率を大幅に低下させる。
断されると、溶融ガラスは、ブッシング内のヘッド圧に
よりオリフィスから流出し、ビードを形成し、他のオリ
フィスから絞られつつあるフィラメントに向けて滴下す
ることとなる。このビードが、フィラメントの製造を中
断させ、ブッシング全体を新たに再起動させる必要を生
じさせる。その結果引起こる製造過程の中断は、全製造
過程の運転効率を大幅に低下させる。
従って、ファイバ絞り過程の中断によるビードの形成及
び滴下を防止するのが好ましく、ビードの形成及び滴下
によるブッシング全体の手動による再起動の必要性を回
避し得るのが好ましい。
び滴下を防止するのが好ましく、ビードの形成及び滴下
によるブッシング全体の手動による再起動の必要性を回
避し得るのが好ましい。
発明の開示 本発明によれば、何らかの理由によりいずれかのオリフ
ィスに於けるファイバ化の中断に際して、ブッシングの
他のオリフィスに於て形成されたファイバに向けてビー
ドが滴下することのないように、ファイバ絞り装置のオ
リフィスに於てガラスのヘッド圧を降下させる。この圧
力降下は、ブッシングの形成オリフィスの上側に位置す
る溶融ガラス内にて圧力降下を引起すことにより達成さ
れる。この圧力降下の大きさは、オリフィス板の上側即
ちてティップの入口に於けるガラスの圧力が大気圧を越
えることのないような大きさである。ここで用いられて
いる大気圧とは、形成オリフィスの外側に加わる大気の
圧力を意味する。
ィスに於けるファイバ化の中断に際して、ブッシングの
他のオリフィスに於て形成されたファイバに向けてビー
ドが滴下することのないように、ファイバ絞り装置のオ
リフィスに於てガラスのヘッド圧を降下させる。この圧
力降下は、ブッシングの形成オリフィスの上側に位置す
る溶融ガラス内にて圧力降下を引起すことにより達成さ
れる。この圧力降下の大きさは、オリフィス板の上側即
ちてティップの入口に於けるガラスの圧力が大気圧を越
えることのないような大きさである。ここで用いられて
いる大気圧とは、形成オリフィスの外側に加わる大気の
圧力を意味する。
本発明は、更に、通常のグラスファイバ形成用のブッシ
ングに於て用いられるオリフィスよりもかなり大きなオ
リフィスを利用することを包含するものである。本発明
に基づくオリフィスの直径は、少なくとも0.178cm
(0.07インチ)であるのが好ましい。このようなオ
リフィスは、一般に、従来のグラスファイバ製造過程に
於てファイバを形成するには不十分な圧力降下を引起
す。しかしながら、本発明によれば、上記したようにオ
リフィスに流入するガラスの圧力が大気圧よりも高くな
いために、このような大型のオリフィスが使用可能とな
る。従って、オリフィスまたはテイップに於てそれ程大
きな圧力降下を引起す必要がないため、0.635cm
(0.250インチ)もしくは0.762cm(0.30
0インチ)の直径を有するオリフィス或いはテイップを
用いることができる。
ングに於て用いられるオリフィスよりもかなり大きなオ
リフィスを利用することを包含するものである。本発明
に基づくオリフィスの直径は、少なくとも0.178cm
(0.07インチ)であるのが好ましい。このようなオ
リフィスは、一般に、従来のグラスファイバ製造過程に
於てファイバを形成するには不十分な圧力降下を引起
す。しかしながら、本発明によれば、上記したようにオ
リフィスに流入するガラスの圧力が大気圧よりも高くな
いために、このような大型のオリフィスが使用可能とな
る。従って、オリフィスまたはテイップに於てそれ程大
きな圧力降下を引起す必要がないため、0.635cm
(0.250インチ)もしくは0.762cm(0.30
0インチ)の直径を有するオリフィス或いはテイップを
用いることができる。
本発明がこのように大型のオリフィスを用い、オリフィ
スに於いて溶融ガラスの比較的小さな圧力降下を引起す
ものであるため、特別な形状を有するコーンからグラス
ファイバを形成するものであると考えられる。本発明に
基づくコーンはオリフィスよりも小さく、コーンはオリ
フィス内に於て形成され、コーンが、比較的小さなコー
ンとその外周の比較的大きなオリフィスとの間の空隙を
掛け渡す半径方向部分により、オリフィス内に於て安定
化される。現在の所、このような特別なコーンの形成に
関する理論が十分に解明されていないが、各オリフィス
には大気圧よりも高くない圧力の溶融ガラスが貯留さ
れ、各貯留溶融ガラスが、オリフィス出口に於ける圧力
より高い大気圧によりオリフィス内に保持される。結果
として、特別な形状を有するコーンが貯留溶融ガラスか
ら引出されるが、この特別なコーンの形状は、各オリフ
ィスに於ける貯留溶融ガラスよりも小さなコーンからフ
ァイバが引出されることにより形成されるものである。
スに於いて溶融ガラスの比較的小さな圧力降下を引起す
ものであるため、特別な形状を有するコーンからグラス
ファイバを形成するものであると考えられる。本発明に
基づくコーンはオリフィスよりも小さく、コーンはオリ
フィス内に於て形成され、コーンが、比較的小さなコー
ンとその外周の比較的大きなオリフィスとの間の空隙を
掛け渡す半径方向部分により、オリフィス内に於て安定
化される。現在の所、このような特別なコーンの形成に
関する理論が十分に解明されていないが、各オリフィス
には大気圧よりも高くない圧力の溶融ガラスが貯留さ
れ、各貯留溶融ガラスが、オリフィス出口に於ける圧力
より高い大気圧によりオリフィス内に保持される。結果
として、特別な形状を有するコーンが貯留溶融ガラスか
ら引出されるが、この特別なコーンの形状は、各オリフ
ィスに於ける貯留溶融ガラスよりも小さなコーンからフ
ァイバが引出されることにより形成されるものである。
本発明に基づく各オリフィス内の溶融ガラスは、貯留溶
融ガラスからのファイバの引出しが中断された場合でも
滴下することがない。これは、ティップ内に保持された
溶融ガラスが、貯留溶融ガラスの下面から、相対的に高
い大気圧を受けるためである。このような滴下を防止し
得る状態は、ブッシング内の溶融ガラス内部の圧力降下
が維持される限り保持される。
融ガラスからのファイバの引出しが中断された場合でも
滴下することがない。これは、ティップ内に保持された
溶融ガラスが、貯留溶融ガラスの下面から、相対的に高
い大気圧を受けるためである。このような滴下を防止し
得る状態は、ブッシング内の溶融ガラス内部の圧力降下
が維持される限り保持される。
図面の簡単な説明 第1図及び第2図は、従来技術に基づくコーンの形状の
模式図である。
模式図である。
第3図は、本発明に基づくブッシングを、それにより発
生する圧力分布と共に示す模式図である。
生する圧力分布と共に示す模式図である。
第4図は、本発明に基づくオリフィス及び、該オリフィ
スに於て形成されるコーンを示す拡大模式図である。
スに於て形成されるコーンを示す拡大模式図である。
第5図は、ファイバ化が中断した時のオリフィスを示す
第4図と同様の図である。
第4図と同様の図である。
第6図は、ブッシング内の圧力分布を示す第2図と同様
の図である。
の図である。
第7図は、異なる位置に形成されたコーンを示す第4図
と同様の図である。
と同様の図である。
第8図は、異なる位置に於けるコーンを示す第7図と同
様の図である。
様の図である。
第9図は、更に別の位置に於けるコーンの形成を示す第
7図及び第8図と同様の図である。
7図及び第8図と同様の図である。
第10図は、前床と本発明に基づくブッシングとを備え
るガラス炉の側面図である。
るガラス炉の側面図である。
第11図は、第10図の11−11面について見た拡大
断面図である。
断面図である。
第12図は、第11図に示されたブッシングを一部破断
して示す拡大平面図である。
して示す拡大平面図である。
第13図は、第12図のブッシングを一部破断して示す
側面図である。
側面図である。
第14図は、第12図のブッシングの底面図である。
第15図は、第12図のブッシングの端面図である。
第16図は、第14図の16−16面について見た断面
図である。
図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明を説明し、従来から商業的に用いられてきた方法
との違いを明らかにするために、まず、従来の連続的な
ガラスファイバ形成過程について考えてみる必要があ
る。
との違いを明らかにするために、まず、従来の連続的な
ガラスファイバ形成過程について考えてみる必要があ
る。
従来の製造過程は、形成オリフィスの上方に位置する溶
融ガラス体を用いる。オリフィスは、オリフィス板の下
面に円筒状をなして垂設されたティップを出口またはテ
ィップを有さない単なるオリフィスの出口であって良
い。溶融ガラスは、大気圧及び、何インチの深さのガラ
スとして表される溶融ガラスのヘッド圧を受けて、溶融
ガラス体からオリフィスに向けて供給される。下側巻取
り装置の回転マンドレルに巻取ることによりオリフィス
から多数のファイバを引出し、同時にフィンシールド、
空気冷却その他の手段を用いることによりガラスから熱
を除去する。ガラスが巻取り装置により巻取られるにつ
れて、ストランドの張力によりオリフィスから流出する
ガラスが絞られ、ガラスの直径が、オリフィスの直径か
ら最終的なフィラメントの直径へと縮径される。オリフ
ィスの直径は、最終的なフィラメントの直径に対して約
50乃至500倍の大きさを有する。このような大幅な
縮径過程は、オリフィスの直下にあって、オリフィスの
直径と等しい直径を有する上側端即ち基端と、フィラメ
ントに等しい直径を有する下側端とを有する形成コーン
により主に達成される。多数の均一、かつ適切な寸法及
び形状を有する形成コーンを生成しかつそれを維持する
ことが、ファイバ形成過程に於ける量も重要な点であ
る。
融ガラス体を用いる。オリフィスは、オリフィス板の下
面に円筒状をなして垂設されたティップを出口またはテ
ィップを有さない単なるオリフィスの出口であって良
い。溶融ガラスは、大気圧及び、何インチの深さのガラ
スとして表される溶融ガラスのヘッド圧を受けて、溶融
ガラス体からオリフィスに向けて供給される。下側巻取
り装置の回転マンドレルに巻取ることによりオリフィス
から多数のファイバを引出し、同時にフィンシールド、
空気冷却その他の手段を用いることによりガラスから熱
を除去する。ガラスが巻取り装置により巻取られるにつ
れて、ストランドの張力によりオリフィスから流出する
ガラスが絞られ、ガラスの直径が、オリフィスの直径か
ら最終的なフィラメントの直径へと縮径される。オリフ
ィスの直径は、最終的なフィラメントの直径に対して約
50乃至500倍の大きさを有する。このような大幅な
縮径過程は、オリフィスの直下にあって、オリフィスの
直径と等しい直径を有する上側端即ち基端と、フィラメ
ントに等しい直径を有する下側端とを有する形成コーン
により主に達成される。多数の均一、かつ適切な寸法及
び形状を有する形成コーンを生成しかつそれを維持する
ことが、ファイバ形成過程に於ける量も重要な点であ
る。
溶融ガラスは、溶融ガラスのヘッド圧と大気圧との和か
らオリフィスティップに於ける圧力降下分を差引いた圧
力を受け、従来形式のブッシングの各オリフィスから流
出する。コーン内部の圧力は、巻取り装置によりファイ
バに加えられる張力の累積効果及び比較的狭窄したティ
ップに於ける圧力降下のために、一般に約1インチのヘ
ッド圧に相当する負圧となっている。このような圧力条
件下に於てオリフィスから引き出されるガラス、張力に
より絞られる前にオリフィスティップまたはオリフィス
板の下面を構成する金属を濡らす。従って、従来の形成
コーンの上端部の周縁部は、オリフィスに隣接するオリ
フィスティップもしくはオリフィス板の平坦な水平下面
に沿って位置することとなり、コーンの上端部の直径が
オリフィスの直径よりも僅かに大きい。しかしながら、
実用的には、コーンの直径がティップの内径に等しいと
いうことができる。
らオリフィスティップに於ける圧力降下分を差引いた圧
力を受け、従来形式のブッシングの各オリフィスから流
出する。コーン内部の圧力は、巻取り装置によりファイ
バに加えられる張力の累積効果及び比較的狭窄したティ
ップに於ける圧力降下のために、一般に約1インチのヘ
ッド圧に相当する負圧となっている。このような圧力条
件下に於てオリフィスから引き出されるガラス、張力に
より絞られる前にオリフィスティップまたはオリフィス
板の下面を構成する金属を濡らす。従って、従来の形成
コーンの上端部の周縁部は、オリフィスに隣接するオリ
フィスティップもしくはオリフィス板の平坦な水平下面
に沿って位置することとなり、コーンの上端部の直径が
オリフィスの直径よりも僅かに大きい。しかしながら、
実用的には、コーンの直径がティップの内径に等しいと
いうことができる。
特定のガラス温度にて特定の金属表面に対する特定の組
成を有する溶融ガラスの接触角がある一定値であること
が見出されている。例えば、通常のファイバ化温度に於
けるEガラスとJ合金との間の接触角は約40度であ
る。ガラス温度が変化しなければ、このファイバ化過程
中の間、この接触角が概ね一定である。従来のファイバ
化過程に於ては、形成コーンは所定の接触角例えば40
度の接触角をもってオリフィス部材の水平氏下に接触
し、コーンは絞られるにつれて円滑かつ漸近的な形状を
なして下向きに収束する。
成を有する溶融ガラスの接触角がある一定値であること
が見出されている。例えば、通常のファイバ化温度に於
けるEガラスとJ合金との間の接触角は約40度であ
る。ガラス温度が変化しなければ、このファイバ化過程
中の間、この接触角が概ね一定である。従来のファイバ
化過程に於ては、形成コーンは所定の接触角例えば40
度の接触角をもってオリフィス部材の水平氏下に接触
し、コーンは絞られるにつれて円滑かつ漸近的な形状を
なして下向きに収束する。
第1図に、従来のファイバ形成コーンの状態が示され、
40度の接触角が角度Aとして示されている。第1図に
示されている従来型式の形成コーンBの基端部は、オリ
フィス出口の外周部Cに係着しており、該基端部の直径
がオリフィスの直径により定められれる。これは、オリ
フィスの出力端が、従来型式の中空なティップの下端で
あっても、ティップレスオリフィス板の下面であっても
同じことが言える。
40度の接触角が角度Aとして示されている。第1図に
示されている従来型式の形成コーンBの基端部は、オリ
フィス出口の外周部Cに係着しており、該基端部の直径
がオリフィスの直径により定められれる。これは、オリ
フィスの出力端が、従来型式の中空なティップの下端で
あっても、ティップレスオリフィス板の下面であっても
同じことが言える。
従来型式の形成コーンは、このように漸近的な形状をも
って収束し、絞られるファイバの形状を得るように単一
の凹型をなす。コーンの流さは、(a)コーン内のガラ
スの粘性(ガラスの温度が低いほどコーンが短くな
る)、(b)巻取り装置の巻取り速度(フィラメント引
張り速度が大きいほどコーンが短くなる)及び(c)ヘ
ッド圧(オリフィスに於けるガラスのヘッド圧が大きい
ほどコーンが長くなる)などの応じて異なる。また、フ
ィラメントの張力は、(a)ガラスの粘性(ガラスの温
度が低いほど張力が大きくなる)、及び巻取り装置の巻
取り速度(フィラメントの引張り速度が大きいほど張力
が大きくなる)に応じて異なる。スループット即ちオリ
フィスから流出するガラスの重量は、オリフィスの内径
の4乗に略比例し、オリフィスが大きいほど生産量が大
きくなる。特定の寸法のオリフィスについて、スループ
ットは、(a)ガラスの粘性(ガラスの温度が高いほど
生産量が多くなる)、(b)巻取り装置の引張り速度
(引張り速度が高いほどスループットが大きくなる)、
(c)オリフィスを通過するガラスに対する圧力(圧力
が高いほどスループットが大きくなる)に応じて異な
る。
って収束し、絞られるファイバの形状を得るように単一
の凹型をなす。コーンの流さは、(a)コーン内のガラ
スの粘性(ガラスの温度が低いほどコーンが短くな
る)、(b)巻取り装置の巻取り速度(フィラメント引
張り速度が大きいほどコーンが短くなる)及び(c)ヘ
ッド圧(オリフィスに於けるガラスのヘッド圧が大きい
ほどコーンが長くなる)などの応じて異なる。また、フ
ィラメントの張力は、(a)ガラスの粘性(ガラスの温
度が低いほど張力が大きくなる)、及び巻取り装置の巻
取り速度(フィラメントの引張り速度が大きいほど張力
が大きくなる)に応じて異なる。スループット即ちオリ
フィスから流出するガラスの重量は、オリフィスの内径
の4乗に略比例し、オリフィスが大きいほど生産量が大
きくなる。特定の寸法のオリフィスについて、スループ
ットは、(a)ガラスの粘性(ガラスの温度が高いほど
生産量が多くなる)、(b)巻取り装置の引張り速度
(引張り速度が高いほどスループットが大きくなる)、
(c)オリフィスを通過するガラスに対する圧力(圧力
が高いほどスループットが大きくなる)に応じて異な
る。
従来のグラスファイバ製造過程に於ては、特定の或るオ
リフィスに於けるファイバ化が中断した場合、そのオリ
フィスからファイバを引出すことができなくなる。ま
た、このオリフィスの上側のガラスに加わるヘッド圧
は、ガラスを、絞られていないガラスの流れとしてオリ
フィスから押出し、ファイバ化コーンが形成されなくな
る。その結果、溶融ガラスはまずオリフィスの下側にビ
ードDを形成し、このビードが、第2図に示されるよう
に(符号D′、D″及びDにより示されるように)拡大
し、オリフィスから滴下する。このビードは、他のオリ
フィスから絞られるファイバ中に滴下し、これらのファ
イバを破断し、ブッシング全体のファイバ化過程を完全
に中断させてしまう。従って、ブッシングを新に再起動
する必要が生じる。
リフィスに於けるファイバ化が中断した場合、そのオリ
フィスからファイバを引出すことができなくなる。ま
た、このオリフィスの上側のガラスに加わるヘッド圧
は、ガラスを、絞られていないガラスの流れとしてオリ
フィスから押出し、ファイバ化コーンが形成されなくな
る。その結果、溶融ガラスはまずオリフィスの下側にビ
ードDを形成し、このビードが、第2図に示されるよう
に(符号D′、D″及びDにより示されるように)拡大
し、オリフィスから滴下する。このビードは、他のオリ
フィスから絞られるファイバ中に滴下し、これらのファ
イバを破断し、ブッシング全体のファイバ化過程を完全
に中断させてしまう。従って、ブッシングを新に再起動
する必要が生じる。
本発明は、異なる形状のコーンを形成し、ファイバ化オ
リフィス内の圧力分布を異なるものとし、更に各オリフ
ィスに於けるファイバ化及びファイバ化の中断に際して
異なる操作方法を行わんとするものである。
リフィス内の圧力分布を異なるものとし、更に各オリフ
ィスに於けるファイバ化及びファイバ化の中断に際して
異なる操作方法を行わんとするものである。
第一に、好ましくは多孔板からなる圧旅降下手段がオリ
フィス板の上方に置かれ、オリフィス板の上側の溶融ガ
ラスの圧力を大気圧以下とする。このような多孔板が第
3図に示されており、ブッシング10は、筒状のティッ
プ13を有するオリフィス板12の上側にて溶融ガラス
11を貯留している。多孔板14は、オリフィス板12
の上側にて間隔を置いて平行をなすように、溶融ガラス
11内に浸漬されている。ブッシングがファイバ化モー
ドにて作動している時に、オリフィス板の上側及びティ
ップ開口の入口に於けるガラスの正味ヘッド圧が大気圧
よりも低くなるように、多孔板の孔の寸法及び数が定め
られている。
フィス板の上方に置かれ、オリフィス板の上側の溶融ガ
ラスの圧力を大気圧以下とする。このような多孔板が第
3図に示されており、ブッシング10は、筒状のティッ
プ13を有するオリフィス板12の上側にて溶融ガラス
11を貯留している。多孔板14は、オリフィス板12
の上側にて間隔を置いて平行をなすように、溶融ガラス
11内に浸漬されている。ブッシングがファイバ化モー
ドにて作動している時に、オリフィス板の上側及びティ
ップ開口の入口に於けるガラスの正味ヘッド圧が大気圧
よりも低くなるように、多孔板の孔の寸法及び数が定め
られている。
第二に、オリフィスの寸法即ちティップの内径が従来の
ものよりも大きくされ、その直径が少なくとも0.17
8cm(0.070インチ)である。その結果、同様な直
径のファイバを製造する際に一般的に従来から用いられ
ている0.127cm(0.050インチ)以下の直径を
有する従来のティップに於ける場合よりもティップ内の
圧力降下が大幅に小さくなる。
ものよりも大きくされ、その直径が少なくとも0.17
8cm(0.070インチ)である。その結果、同様な直
径のファイバを製造する際に一般的に従来から用いられ
ている0.127cm(0.050インチ)以下の直径を
有する従来のティップに於ける場合よりもティップ内の
圧力降下が大幅に小さくなる。
ファイバ化条件下に於てファイバ化モードを行っている
時、従来型式のティップによる圧力降下は、通常20cm
(8インチ)〜30.5cm(12インチ)であるオリフ
ィス板の直上の溶融ガラスの総ヘッド圧から、一般に約
2.5cm(1インチ)〜5cm(2インチ)のヘッド圧に
相当する絞り張力によりコーン内部に発生する負圧との
差に等しい圧力降下を引起す。その結果、従来型式のテ
ィップは、ティップ出口に於て軽度の負圧即ち大気圧よ
りも低い圧力を形成するのに充分な圧力降下を引起すこ
ととなる。
時、従来型式のティップによる圧力降下は、通常20cm
(8インチ)〜30.5cm(12インチ)であるオリフ
ィス板の直上の溶融ガラスの総ヘッド圧から、一般に約
2.5cm(1インチ)〜5cm(2インチ)のヘッド圧に
相当する絞り張力によりコーン内部に発生する負圧との
差に等しい圧力降下を引起す。その結果、従来型式のテ
ィップは、ティップ出口に於て軽度の負圧即ち大気圧よ
りも低い圧力を形成するのに充分な圧力降下を引起すこ
ととなる。
ファイバ化条件下にてファイバ化モードを実行する時
に、本発明に基づくティップに於ける圧力降下は、従来
型式のティップに於ける圧力降下に比べて極めて小さ
い。これは、ティップの内径を拡大することにより達成
され、これは、ティップの入口に於ける溶融ガラスの圧
力が負圧即ち大気圧以下であるために可能となる。コー
ンの形成点に於て、従来型式のティップの下面に於て形
成されるコーンも、本発明に基づくティップ内にて形成
されるコーンもいずれの場合も同程度の負圧を有する。
但し、本発明に基づくコーンの内圧は、従来型式のティ
ップにより形成されたコーンの内圧よりも約10%〜2
0%低い。
に、本発明に基づくティップに於ける圧力降下は、従来
型式のティップに於ける圧力降下に比べて極めて小さ
い。これは、ティップの内径を拡大することにより達成
され、これは、ティップの入口に於ける溶融ガラスの圧
力が負圧即ち大気圧以下であるために可能となる。コー
ンの形成点に於て、従来型式のティップの下面に於て形
成されるコーンも、本発明に基づくティップ内にて形成
されるコーンもいずれの場合も同程度の負圧を有する。
但し、本発明に基づくコーンの内圧は、従来型式のティ
ップにより形成されたコーンの内圧よりも約10%〜2
0%低い。
第三に、本発明に基づくファイバ化コーンは、従来の方
法に於けるようにティップまたはオリフィスの下側水平
面に形成されるのではなく、ティップまたはオリフィス
の内部に形成される。本発明に基づくファイバ化コーン
は、均一であってオリフィスの内径よりも小さく、ま
た、後記するように様々な形状を有するものであって良
い半径方向の結合部により、オリフィスまたはティップ
の内面に係着される。第3図及び第4図に示されている
ように、ファイバ化コーン30は、結合部32を介して
ティップの内周面に係着される。上記したように、Fガ
ラス及びJ合金を通常のファイバ化コーンにて用いた場
合に、ガラス一金属間の接触角は約40度である、第4
図に於て、40度の接触角が符号29により示され、所
定の接触角を維持しつつコーン30をティプ13の内壁
面28に結合するべく、結合部32が上向きに凸な形状
をなしている。
法に於けるようにティップまたはオリフィスの下側水平
面に形成されるのではなく、ティップまたはオリフィス
の内部に形成される。本発明に基づくファイバ化コーン
は、均一であってオリフィスの内径よりも小さく、ま
た、後記するように様々な形状を有するものであって良
い半径方向の結合部により、オリフィスまたはティップ
の内面に係着される。第3図及び第4図に示されている
ように、ファイバ化コーン30は、結合部32を介して
ティップの内周面に係着される。上記したように、Fガ
ラス及びJ合金を通常のファイバ化コーンにて用いた場
合に、ガラス一金属間の接触角は約40度である、第4
図に於て、40度の接触角が符号29により示され、所
定の接触角を維持しつつコーン30をティプ13の内壁
面28に結合するべく、結合部32が上向きに凸な形状
をなしている。
更に、或るティップ13に於けるファイバ化が中断した
場合、溶融ガラスはそのティップ内に残留する。ティッ
プ内の溶融ガラスは、その圧力が大気圧以下であるため
に、従来の過程に於ける場合と異なり、滴下することが
ない。本発明に基づくブッシングの各ティップは、大気
圧以下の溶融ガラスを貯留することとなる。
場合、溶融ガラスはそのティップ内に残留する。ティッ
プ内の溶融ガラスは、その圧力が大気圧以下であるため
に、従来の過程に於ける場合と異なり、滴下することが
ない。本発明に基づくブッシングの各ティップは、大気
圧以下の溶融ガラスを貯留することとなる。
抵抗板を用いた場合の溶融ガラス内、ティップ内及びコ
ーン内の圧力分布については第3図を参照されたい。
ーン内の圧力分布については第3図を参照されたい。
第3図に於て、垂直線20は大気圧を示し、線20の右
側が正圧を表し、線20の左側が負圧を表す。線21は
圧力板14の上側の溶融ガラス11のヘッド圧を示し、
線22は、起動時などのようにブッシングがファイバ化
モードにない場合のオリフィス板12の上方のヘッド圧
を示す。圧力板に於て僅かな圧力降下があるため線22
は線21の僅かに左側に位置している。このような圧力
条件により、溶融ガラス11はティップ13を通過して
流れ、第2図に示されたようにビードを形成する。かく
して、ブッシング10を従来のブッシングと同様にして
起動することができる。即ち、糸状をなして落下するビ
ードを人力により把持し、これを巻取り装置のマンドレ
ルに巻き付けることによりファイバ化過程を開始する。
側が正圧を表し、線20の左側が負圧を表す。線21は
圧力板14の上側の溶融ガラス11のヘッド圧を示し、
線22は、起動時などのようにブッシングがファイバ化
モードにない場合のオリフィス板12の上方のヘッド圧
を示す。圧力板に於て僅かな圧力降下があるため線22
は線21の僅かに左側に位置している。このような圧力
条件により、溶融ガラス11はティップ13を通過して
流れ、第2図に示されたようにビードを形成する。かく
して、ブッシング10を従来のブッシングと同様にして
起動することができる。即ち、糸状をなして落下するビ
ードを人力により把持し、これを巻取り装置のマンドレ
ルに巻き付けることによりファイバ化過程を開始する。
ファイバ化過程が一端開始すると、圧力分布が変化す
る。圧力板を通過する流れがこく僅かでも形成される
と、圧力板14に於ける圧力降下が大幅に増大し、圧力
板の下側の圧力が大気圧よりもかなり低くなる。この大
きな圧力降下の様子が鎖線25により示されている。圧
力板14とオリフィス板12との間の領域に於ては、溶
融ガラスの負圧が、線26により示されるように、圧力
板12とオリフィス板14との間の溶融ガラスによるヘ
ッド圧の分だけ増大する。溶融ガラスが各ティップ13
を通過するに伴い、ティップ自身により線27により示
される圧力降下が発生する。このような圧力降下を実現
するための技術については、本願出願人による特公昭6
2−40304号公報の記載を参照されたい。
る。圧力板を通過する流れがこく僅かでも形成される
と、圧力板14に於ける圧力降下が大幅に増大し、圧力
板の下側の圧力が大気圧よりもかなり低くなる。この大
きな圧力降下の様子が鎖線25により示されている。圧
力板14とオリフィス板12との間の領域に於ては、溶
融ガラスの負圧が、線26により示されるように、圧力
板12とオリフィス板14との間の溶融ガラスによるヘ
ッド圧の分だけ増大する。溶融ガラスが各ティップ13
を通過するに伴い、ティップ自身により線27により示
される圧力降下が発生する。このような圧力降下を実現
するための技術については、本願出願人による特公昭6
2−40304号公報の記載を参照されたい。
ファイバ化過程に於ては、形成コーン30が各ティップ
13に形成されるが、そのようなコーンの一つが第3図
に示されている。第4図はこのコーンを拡大して示す。
各形成コーン30は、巻取り装置により及ぼされる引張
り力及びコーン上方の負圧のために、点31に於て大気
圧よりも低い内圧を有する。各コーン30は、部分33
に於てティップの内壁面に接触する環状の結合部32に
より、ティップ13の内周面に係着される。
13に形成されるが、そのようなコーンの一つが第3図
に示されている。第4図はこのコーンを拡大して示す。
各形成コーン30は、巻取り装置により及ぼされる引張
り力及びコーン上方の負圧のために、点31に於て大気
圧よりも低い内圧を有する。各コーン30は、部分33
に於てティップの内壁面に接触する環状の結合部32に
より、ティップ13の内周面に係着される。
点31のコーン内方向及びティップの長さ方向に於ける
位置は、点33に作用する表面張力(即ちガラス−金属
界面張力及びガラス−空気界面張力)間のバランス、フ
ァイバの引張り力により発生するコーンの内圧及び圧力
板14による圧力降下に基因してオリフィス板12の上
側に発生する負圧により定められる。点33の位置は、
上記したファクタに加えて、通常40度であるガラス−
金属接触角により定められる。ティップの内側に於ける
ガラス−空気界面には相対的に高圧である大気圧が作用
するため、結合部32が上向きに凸形となる。
位置は、点33に作用する表面張力(即ちガラス−金属
界面張力及びガラス−空気界面張力)間のバランス、フ
ァイバの引張り力により発生するコーンの内圧及び圧力
板14による圧力降下に基因してオリフィス板12の上
側に発生する負圧により定められる。点33の位置は、
上記したファクタに加えて、通常40度であるガラス−
金属接触角により定められる。ティップの内側に於ける
ガラス−空気界面には相対的に高圧である大気圧が作用
するため、結合部32が上向きに凸形となる。
いずれかのティップに於てファイバ化が中断した場合、
コーン30が形成されなくなるが、ティップ内の溶融ガ
ラスに作用する表面張力及び負圧により、ティップ内の
溶融ガラスの圧力が大気圧以下に保持される。ティップ
内に貯留された溶融ガラスの下面に作用する大気圧のた
め、第5図に示されたように、ティップ内に貯留された
溶融ガラスの下面が凹面34をなし、溶融ガラスが表面
張力によりティップ内に保持される。
コーン30が形成されなくなるが、ティップ内の溶融ガ
ラスに作用する表面張力及び負圧により、ティップ内の
溶融ガラスの圧力が大気圧以下に保持される。ティップ
内に貯留された溶融ガラスの下面に作用する大気圧のた
め、第5図に示されたように、ティップ内に貯留された
溶融ガラスの下面が凹面34をなし、溶融ガラスが表面
張力によりティップ内に保持される。
この状態は、他のオリフィスに於て中断されることなく
連続的にファイバ化が行われることにより、ある程度の
流量の溶融ガラスが圧力板14を通過する限り維持され
る。
連続的にファイバ化が行われることにより、ある程度の
流量の溶融ガラスが圧力板14を通過する限り維持され
る。
しかしながら、充分な数のファイバが対応するオリフィ
スに於て破断し、圧力板を通過する溶融ガラスの流量が
十分に低下すると、圧力板による圧力降下がかなり減少
し、圧力板の下側の圧力が大気圧以上となる。この時点
に於て、溶融ガラスは、第2図に示された起動状態と同
様に総ヘッド圧の作用を受けて連続的な流れとして流下
することとなる。
スに於て破断し、圧力板を通過する溶融ガラスの流量が
十分に低下すると、圧力板による圧力降下がかなり減少
し、圧力板の下側の圧力が大気圧以上となる。この時点
に於て、溶融ガラスは、第2図に示された起動状態と同
様に総ヘッド圧の作用を受けて連続的な流れとして流下
することとなる。
上記したように約40度であるガラス−金属間の接触角
29は、コーンがティップの内部28の長さ方向に沿う
いずれの位置にある場合でも維持される。また、コーン
のティップ内部に於ける長さ方向の位置は以下の3つの
ファクタのバランスにより定まる。即ち、(a)溶融ガ
ラスと大気及び金属製のティップの内壁面28との接触
点に作用する表面張力、(b)引張り力によりコーン内
部に発生する負圧、及び(c)オリフィス板上側の溶融
ガラスの負圧により、コーンのティップ内に於けるティ
ップの長手方向位置が定められる。
29は、コーンがティップの内部28の長さ方向に沿う
いずれの位置にある場合でも維持される。また、コーン
のティップ内部に於ける長さ方向の位置は以下の3つの
ファクタのバランスにより定まる。即ち、(a)溶融ガ
ラスと大気及び金属製のティップの内壁面28との接触
点に作用する表面張力、(b)引張り力によりコーン内
部に発生する負圧、及び(c)オリフィス板上側の溶融
ガラスの負圧により、コーンのティップ内に於けるティ
ップの長手方向位置が定められる。
第6図は、オリフィス板上側の溶融ガラスの負圧の分布
を表す。第6図に於ては、オリフィス板12及び圧力板
14が模式的に示されている。上記したファクタ(a)
及び(b)が一定であった圧力板14の開口の寸法及び
数を変化させることによりファクタ(c)のみを変化さ
せた場合、点33に於て同一の負圧を実現するために
は、コーンの位置がそれに応じて変化しなければならな
いことが解る。
を表す。第6図に於ては、オリフィス板12及び圧力板
14が模式的に示されている。上記したファクタ(a)
及び(b)が一定であった圧力板14の開口の寸法及び
数を変化させることによりファクタ(c)のみを変化さ
せた場合、点33に於て同一の負圧を実現するために
は、コーンの位置がそれに応じて変化しなければならな
いことが解る。
例えば、第6図から、線40−41により表される大き
さの圧力板14に於ける圧力降下が、点42に於て所望
の負圧を発生することとなる。点42は、第7図に於け
るコーン43の内圧に対応するコーン内圧を表し、線4
0−44により表される圧力降下は、第8図のコーン4
6の点45に於て対応する内圧を形成し、線40−46
により表される圧力降下は、第9図のコーン49の点4
8に於て対応する内圧を形成する。第7図〜第9図を比
較することにより、コーン43、46及び49がかなり
異なる形状を有し、しかもこれらがティップ13内の異
なる上下方向位置に形成されることが解る。しかしなが
ら、これらのコーン43、46及び49は、ガラスがE
ガラスであって金属がJ合金であって、ガラスがファイ
バ化に適する温度にある場合には40度であるような金
属−ガラス間の接触角をもって前記した結合部32を介
してティップの内壁面28に付着する。
さの圧力板14に於ける圧力降下が、点42に於て所望
の負圧を発生することとなる。点42は、第7図に於け
るコーン43の内圧に対応するコーン内圧を表し、線4
0−44により表される圧力降下は、第8図のコーン4
6の点45に於て対応する内圧を形成し、線40−46
により表される圧力降下は、第9図のコーン49の点4
8に於て対応する内圧を形成する。第7図〜第9図を比
較することにより、コーン43、46及び49がかなり
異なる形状を有し、しかもこれらがティップ13内の異
なる上下方向位置に形成されることが解る。しかしなが
ら、これらのコーン43、46及び49は、ガラスがE
ガラスであって金属がJ合金であって、ガラスがファイ
バ化に適する温度にある場合には40度であるような金
属−ガラス間の接触角をもって前記した結合部32を介
してティップの内壁面28に付着する。
第7図に示された実施例に於ては、線40−41により
表される圧力降下は、これら3つの場合の内で最も小さ
く、点42は、オリフィス板12及びティップ13の最
も下側の位置にあり、ガラス−金属間接触点33aが内
壁面28の下側端の凸型をなす半径線上に位置してい
る。接触角29は、ティップの半径線に対するガラスの
接触角として測定され、この接触角29は40度であ
る。
表される圧力降下は、これら3つの場合の内で最も小さ
く、点42は、オリフィス板12及びティップ13の最
も下側の位置にあり、ガラス−金属間接触点33aが内
壁面28の下側端の凸型をなす半径線上に位置してい
る。接触角29は、ティップの半径線に対するガラスの
接触角として測定され、この接触角29は40度であ
る。
第8図に示された実施例に於ては、線40−44により
表される圧力降下が、3つの場合の中間的なレベルであ
り、点49がティップ13の中間部に位置し、接触点3
3bが、ティップの内孔28に沿って位置する。この場
合に於ても、接触角29は40度である。
表される圧力降下が、3つの場合の中間的なレベルであ
り、点49がティップ13の中間部に位置し、接触点3
3bが、ティップの内孔28に沿って位置する。この場
合に於ても、接触角29は40度である。
第9図に示された実施例に於ては、線40−46により
表される圧力降下が3つの場合の内で最も大きい。点4
8は、ティップ13の内孔28の上端部に位置し、接触
点33cはオリフィス板12の上面に位置する。他の実
施例と同様にこの実施例に於てもガラス−金属間接触角
29が40度でなければならないため、接触角29が他
の実施例とは反転した向きに形成されなければならな
い。
表される圧力降下が3つの場合の内で最も大きい。点4
8は、ティップ13の内孔28の上端部に位置し、接触
点33cはオリフィス板12の上面に位置する。他の実
施例と同様にこの実施例に於てもガラス−金属間接触角
29が40度でなければならないため、接触角29が他
の実施例とは反転した向きに形成されなければならな
い。
このような圧力分布がティップ13内で発生した時に実
際のコーンの形状を直接的に観察することが不可能であ
るため、第3図〜第9図に示されたコーンの形状は、数
学的な考察ばかりでなく、現在知られているファイバ形
成過程の力学の知識に基づく種々の仮定に基づくもので
あることを了解されたい。直接観察し得るのは、ティッ
プの直下の領域に限られ、(a)本発明の各実施例に於
てティップ内にコーンが形成されること、(b)コーン
がティップの内径よりも小さく見えること、及び(c)
ファイバ化過程が中断したオリフィスからは溶融ガラス
が流出しなくなることのみを観察により確認することが
できる。溶融ガラスからのファイバの形成は、コーンを
形成し、そのようなコーンをファイバ化過程中継続して
維持し得る場合に始めて可能であることが知られてい
る。また、Eガラス及びJ合金を用いたファイバ化過程
に於ては、接触角が常時40度でなければならないこと
も知られている。更に、オリフィス板上側の負圧を変化
させると、観察し得る限りに於て、コーンの位置が変化
することが知られている。
際のコーンの形状を直接的に観察することが不可能であ
るため、第3図〜第9図に示されたコーンの形状は、数
学的な考察ばかりでなく、現在知られているファイバ形
成過程の力学の知識に基づく種々の仮定に基づくもので
あることを了解されたい。直接観察し得るのは、ティッ
プの直下の領域に限られ、(a)本発明の各実施例に於
てティップ内にコーンが形成されること、(b)コーン
がティップの内径よりも小さく見えること、及び(c)
ファイバ化過程が中断したオリフィスからは溶融ガラス
が流出しなくなることのみを観察により確認することが
できる。溶融ガラスからのファイバの形成は、コーンを
形成し、そのようなコーンをファイバ化過程中継続して
維持し得る場合に始めて可能であることが知られてい
る。また、Eガラス及びJ合金を用いたファイバ化過程
に於ては、接触角が常時40度でなければならないこと
も知られている。更に、オリフィス板上側の負圧を変化
させると、観察し得る限りに於て、コーンの位置が変化
することが知られている。
従って、形成コーンの形状、寸法、位置及び形成の力学
を含む本発明の作用は、使用方法に関して知られている
限りに於て最善と考えられる理論に基づくものである。
上記した説明は不正確または不完全であったり、本発明
が現在我々に知られていない完全に異なる理論に基づい
て作動するものである可能性があるが、我々は上記した
以外の理論に思い至ることができない。
を含む本発明の作用は、使用方法に関して知られている
限りに於て最善と考えられる理論に基づくものである。
上記した説明は不正確または不完全であったり、本発明
が現在我々に知られていない完全に異なる理論に基づい
て作動するものである可能性があるが、我々は上記した
以外の理論に思い至ることができない。
本発明の好適実施例が第10図〜第15図に示されてい
る。第10図に良く示されているように、符号100は
溶融ガラスを貯留するガラス溶融炉を示し、炉内のガラ
スのレベルが符号101により示されている。炉100
から得られた溶融ガラスは、スキマブロック102の下
側を通過し、一般的には耐火性材料からなり溶融ガラス
105を貯留する四角形の空室104からなる軸線方向
の長い1つまたは複数の前床103に導入される。前床
内の溶融ガラス105のレベルは、炉100の溶融ガラ
ス101のレベルと概ね等しい、前床103の全長に亘
って符号106により示される複数のブッシングが軸線
方向に沿って設けられている。ブッシング106の1つ
が第12〜第15図に示されており、このブッシング1
06は、好ましくは約75%の白金と25%のロジウム
とからなるJ合金または白金などの貴金属からなるもの
であって良い。
る。第10図に良く示されているように、符号100は
溶融ガラスを貯留するガラス溶融炉を示し、炉内のガラ
スのレベルが符号101により示されている。炉100
から得られた溶融ガラスは、スキマブロック102の下
側を通過し、一般的には耐火性材料からなり溶融ガラス
105を貯留する四角形の空室104からなる軸線方向
の長い1つまたは複数の前床103に導入される。前床
内の溶融ガラス105のレベルは、炉100の溶融ガラ
ス101のレベルと概ね等しい、前床103の全長に亘
って符号106により示される複数のブッシングが軸線
方向に沿って設けられている。ブッシング106の1つ
が第12〜第15図に示されており、このブッシング1
06は、好ましくは約75%の白金と25%のロジウム
とからなるJ合金または白金などの貴金属からなるもの
であって良い。
第11図に示された断面図に於て、ブッシング106が
それぞれ前床103の下側にて溶融ガラスの供給を受け
るように配設され、溶融ガラスは、耐火性材料からなる
前床の底壁108に設けられた垂直方向孔107及び該
孔に整合する同じく耐火性材料からなる下側ブッシング
ブロック110の孔109内を流下する。ブッシング
は、ブッシングブロック110の下面に配設され、垂下
する取付ボルト112を有するL字型の前床フレームエ
レメント111及び、該ボルトを受容するための孔を有
し例えばナット114により締結し得るようにされた長
寸の取付チャンネル113をもって前床のフレームに取
着されている。取付チャンネル113は、取付板115
に一体的に形成された肩部の下面に当接している。ブッ
シング106は、耐火性の取付ブロック116内に埋め
込まれている。上記したように前床103の下面にブッ
シング106を取り付ける要領自体は公知であって本発
明の一部をなすものではない。
それぞれ前床103の下側にて溶融ガラスの供給を受け
るように配設され、溶融ガラスは、耐火性材料からなる
前床の底壁108に設けられた垂直方向孔107及び該
孔に整合する同じく耐火性材料からなる下側ブッシング
ブロック110の孔109内を流下する。ブッシング
は、ブッシングブロック110の下面に配設され、垂下
する取付ボルト112を有するL字型の前床フレームエ
レメント111及び、該ボルトを受容するための孔を有
し例えばナット114により締結し得るようにされた長
寸の取付チャンネル113をもって前床のフレームに取
着されている。取付チャンネル113は、取付板115
に一体的に形成された肩部の下面に当接している。ブッ
シング106は、耐火性の取付ブロック116内に埋め
込まれている。上記したように前床103の下面にブッ
シング106を取り付ける要領自体は公知であって本発
明の一部をなすものではない。
第12図〜第15図に示されたように、ブッシング10
6は、軸線方向に整合する一対の四角形の下側オリフィ
ス板120を有する。各オリフィス板の対向端面には上
向きに突出するフランジ121が形成されており、これ
らのフランジが上部にて互いに当接し、軸線方向に伸び
る一体的なリブを形成するべく互いに固着されている。
オリフィス板120の軸線方向に沿う外側端は上向きに
延出する側板122に溶接され、各側板122は、下側
垂直部分123と、内務きに延出する中間部124と、
上側垂直部分125とを有する。側板の上側部分125
には、横方向に延出する4角形の周縁取り付けフランジ
126が溶接されている。オリフィス板120の端部
は、取付フランジ126の端部の下面に固着された上端
部を有する垂直端部127に溶接などにより固着されて
いる。取付フランジは、ブッシング内に溶融ガラスを導
入するための制御開口128を有する。
6は、軸線方向に整合する一対の四角形の下側オリフィ
ス板120を有する。各オリフィス板の対向端面には上
向きに突出するフランジ121が形成されており、これ
らのフランジが上部にて互いに当接し、軸線方向に伸び
る一体的なリブを形成するべく互いに固着されている。
オリフィス板120の軸線方向に沿う外側端は上向きに
延出する側板122に溶接され、各側板122は、下側
垂直部分123と、内務きに延出する中間部124と、
上側垂直部分125とを有する。側板の上側部分125
には、横方向に延出する4角形の周縁取り付けフランジ
126が溶接されている。オリフィス板120の端部
は、取付フランジ126の端部の下面に固着された上端
部を有する垂直端部127に溶接などにより固着されて
いる。取付フランジは、ブッシング内に溶融ガラスを導
入するための制御開口128を有する。
2枚のオリフィス板部分120を有する上記したオリフ
ィス板アセンブリの上側には圧力板130が設けられて
いる。この圧力板130は、好ましくは、部分131に
於てブッシングの軸線方向中心線に沿って互いに溶接さ
れた2つの部分からなるものであると良い。圧力板13
0は、その4辺に上向きの突出フランジ132を有し、
第16図に良く示されたように、2枚のオリフィス板1
20の上向きフランジ121をもって、例えば溶接され
た中心線131に沿って支持されている。圧力板130
は、上記したように、上向きフランジ121を介してオ
リフィス板部分120に対して間隔を置いて支持され、
更に、圧力板130の下面に溶接され、かつオリフィス
板120の下面に当接する横方向を向く上側フランジ1
34を有する複数の4角形のガセット133により支持
される。
ィス板アセンブリの上側には圧力板130が設けられて
いる。この圧力板130は、好ましくは、部分131に
於てブッシングの軸線方向中心線に沿って互いに溶接さ
れた2つの部分からなるものであると良い。圧力板13
0は、その4辺に上向きの突出フランジ132を有し、
第16図に良く示されたように、2枚のオリフィス板1
20の上向きフランジ121をもって、例えば溶接され
た中心線131に沿って支持されている。圧力板130
は、上記したように、上向きフランジ121を介してオ
リフィス板部分120に対して間隔を置いて支持され、
更に、圧力板130の下面に溶接され、かつオリフィス
板120の下面に当接する横方向を向く上側フランジ1
34を有する複数の4角形のガセット133により支持
される。
端壁127には、比較的大きな断面(第15図)を有す
る電気的接触用の耳片135が固着され、各耳片は、概
ね台形をなす取付ヨーク136に溶接され、ヨークの横
方向端部は、一対のヨークスペーサ137により端壁1
27に固着されている。云うまでもなく、耳片135は
ブッシングを電気的に加熱するためのもので、この熱
は、ヨーク136及び、耳片135と端壁127との間
に開設されたヨークスペーサ137を介して所望のパタ
ーンをもって端壁127に伝達される。
る電気的接触用の耳片135が固着され、各耳片は、概
ね台形をなす取付ヨーク136に溶接され、ヨークの横
方向端部は、一対のヨークスペーサ137により端壁1
27に固着されている。云うまでもなく、耳片135は
ブッシングを電気的に加熱するためのもので、この熱
は、ヨーク136及び、耳片135と端壁127との間
に開設されたヨークスペーサ137を介して所望のパタ
ーンをもって端壁127に伝達される。
前床の下側にブッシングを取り付けるのを容易にするた
めに、底壁122の下側底壁部分123には、耐火性キ
ャスティング116に埋め込まれた取り付けフランジ1
39が設けられている。
めに、底壁122の下側底壁部分123には、耐火性キ
ャスティング116に埋め込まれた取り付けフランジ1
39が設けられている。
第12図に良く示されているように、圧力板130は複
数の開口を有する。一般にこれらの開口は0.076cm
(0.030インチ)の直径を有し、中心間隔が0.3
18cm(0.125インチ)であって良い。圧力板の厚
さは0.050cm(0.020インチ)である。
数の開口を有する。一般にこれらの開口は0.076cm
(0.030インチ)の直径を有し、中心間隔が0.3
18cm(0.125インチ)であって良い。圧力板の厚
さは0.050cm(0.020インチ)である。
第14図に良く示されているようにオリフィス板120
は、ブッシングの内部から溶融ガラスの供給を受けるよ
うに、オリフィス板に溶接などにより固着された複数の
垂下するティップ150を有する。或る好適実施例に於
ては、各ティップは少なくとも0.178cm(0.07
0インチ)の内径、好ましくは0.218cm(0.08
6インチ)程度の内径を有する比較的大型のものであっ
て、各ティップは横方向に整列している。(第14
図)。オリフィス板の厚さは0.152cm(0.060
インチ)であって、各ティップの長さは0.305cm
(0.120インチ)である。これらのティップは、オ
リフィス板内に嵌入されており、各ティップの内孔の長
さは0.457cm(0.180インチ)である。
は、ブッシングの内部から溶融ガラスの供給を受けるよ
うに、オリフィス板に溶接などにより固着された複数の
垂下するティップ150を有する。或る好適実施例に於
ては、各ティップは少なくとも0.178cm(0.07
0インチ)の内径、好ましくは0.218cm(0.08
6インチ)程度の内径を有する比較的大型のものであっ
て、各ティップは横方向に整列している。(第14
図)。オリフィス板の厚さは0.152cm(0.060
インチ)であって、各ティップの長さは0.305cm
(0.120インチ)である。これらのティップは、オ
リフィス板内に嵌入されており、各ティップの内孔の長
さは0.457cm(0.180インチ)である。
本発明の或る実施例によれば、これらのティップは、横
方向に0.178cm(0.070インチ)の中心間の距
離を置いて整列し、隣接する列間の間隔が約0.457
cm(0.180インチ)であって、2列毎の間隔が約
0.737cm(0.290インチ)である。従って、長
さ44.5cm(17.5インチ)及び幅6.1cm(2.
4インチ)の寸法を有する底面を備えるオリフィス板1
20は、全体で1008個のティップを有することとな
る。従って、このブッシングは2016本のファイバを
形成することができ、その耳片135を含めると、全体
として長さ53cm(21インチ)、幅15cm(6イン
チ)余りの大きさを有することとなる。実際のオリフィ
ス板面積は約645cm2(100平方インチ)であっ
て、ティップの密度は、1cm2当り約3個(1平方イン
チ3当り20個)である。
方向に0.178cm(0.070インチ)の中心間の距
離を置いて整列し、隣接する列間の間隔が約0.457
cm(0.180インチ)であって、2列毎の間隔が約
0.737cm(0.290インチ)である。従って、長
さ44.5cm(17.5インチ)及び幅6.1cm(2.
4インチ)の寸法を有する底面を備えるオリフィス板1
20は、全体で1008個のティップを有することとな
る。従って、このブッシングは2016本のファイバを
形成することができ、その耳片135を含めると、全体
として長さ53cm(21インチ)、幅15cm(6イン
チ)余りの大きさを有することとなる。実際のオリフィ
ス板面積は約645cm2(100平方インチ)であっ
て、ティップの密度は、1cm2当り約3個(1平方イン
チ3当り20個)である。
第10図〜第15図に示されているブッシングの作動要
領は、例えば第3図に示されたものと同様である。オリ
フィス板部分120は、第3図のオリフィス板部分12
に相当し、ティップ150は、第3図のティップ13に
相当し、多孔板130は、第3図の圧力板14に相当す
る。
領は、例えば第3図に示されたものと同様である。オリ
フィス板部分120は、第3図のオリフィス板部分12
に相当し、ティップ150は、第3図のティップ13に
相当し、多孔板130は、第3図の圧力板14に相当す
る。
例1 従来型式のブッシング(ブッシングA)を数日間稼働し
た。ブッシングAは以下の仕様を有する。
た。ブッシングAは以下の仕様を有する。
第1表 ティップの数 2488 ティップの内孔寸法 0.127cm (0.050インチ) ティップの長さ 0.305cm (0.120インチ) 公称ファイバ寸法(HT) 73.7×10-5 (29×10-5) 冷却構造 フィンシールド 第10図〜第15図に示された本発明に基づくブッシン
グ(ブッシングB)を数日間稼働した。ブッシングBは
次のような仕様を有する。
グ(ブッシングB)を数日間稼働した。ブッシングBは
次のような仕様を有する。
第2表 ティップの数 2016 ティップの内孔寸法 0.218cm (0.086インチ) ティップの長さ 0.305cm (0.120インチ) 公称ファイバ寸法(HT) 73.7×10-5 (29×10-5) 冷却構造 フィンシールド これらのブッシングの性能の比較結果を以下に示す。
第3表 ブッシングA ブッシングB ティップの数 2488 2016 スループット 23.6kg/H 20.4kg/H (52lbs/hr) (45lbs/hr) 破断/時間 1.7 0.3 ダウンタイム/破断 6.7 17.6 (mins.) 稼働効率 81% 90% 変換効率 63% 77% 例2 更に、ブッシングBを20.4kg/hour(45ポンド/h
our)のスループットをもって15日間稼働した際に、
1時間当り0.33回のフィラメントの破断、即ちブッ
シングの単位稼働時間当り0.37回のフィラメントの
破断が発生した。ブッシングBは、86%のブッシング
稼働効率にて稼働し、破断に際してのダウンタイムを1
回当り12分に短縮することにより84%の変換効率を
得た。
our)のスループットをもって15日間稼働した際に、
1時間当り0.33回のフィラメントの破断、即ちブッ
シングの単位稼働時間当り0.37回のフィラメントの
破断が発生した。ブッシングBは、86%のブッシング
稼働効率にて稼働し、破断に際してのダウンタイムを1
回当り12分に短縮することにより84%の変換効率を
得た。
例3 ブッシングBと同様なブッシングCを長期間に亘ってテ
ストした。ブッシングBは本発明に基づくものであっ
た。
ストした。ブッシングBは本発明に基づくものであっ
た。
ブッシングCは以下の仕様を有する。
第4表 ティップの数 2250 ティップの内孔寸法 0.274cm (0.108イン
チ) ティップの長さ 0.178cm (0.070イン
チ) スループット 50kg/H (110 lbs/hr) 公称ファイバ寸法(HT) 132×10-5cm ( 52×10-5) 冷却構造 空気冷却 例4 ブッシングDを長期間に亘ってテストした。ブッシング
Dも本発明に基づくもので、ティップレスオリフィスを
用い、空気冷却されるものである。ブッシングDは以下
の仕様を有する。
チ) ティップの長さ 0.178cm (0.070イン
チ) スループット 50kg/H (110 lbs/hr) 公称ファイバ寸法(HT) 132×10-5cm ( 52×10-5) 冷却構造 空気冷却 例4 ブッシングDを長期間に亘ってテストした。ブッシング
Dも本発明に基づくもので、ティップレスオリフィスを
用い、空気冷却されるものである。ブッシングDは以下
の仕様を有する。
第5表 オリフィスの数 1512 オリフィス板の厚さ 0.127cm (0.050インチ) オリフィスの直径 0.183cm (0.072インチ) オリフィスの密度 21/cm2 (137/sq in.) スループット 34-45kg/H (75-100 lbs/hr.) 公称ファイバ寸法(HT) 150-200×10-5cm(59-80×10-5) ブッシングDを9時間に亘って稼働した所、フラッディ
ングその他の中断が何ら発生しなかった。
ングその他の中断が何ら発生しなかった。
産業上の利用可能性 ここに開示された発明は、連続的またはステープルグラ
スフィラメントの製造に直ちに適応し得るものである。
スフィラメントの製造に直ちに適応し得るものである。
Claims (7)
- 【請求項1】複数のティップを有するオリフィス板を備
えるファイバ形成用ブッシング内にて、前記ティップに
連通するようにガラスの溶融体を形成する過程と、前記
ティップに形成される溶融ガラスコーンからファイバを
引き出す過程とを有するグラスファイバの製造のための
方法に於て、 (a)前記ティップの入口のガラスのヘッド圧を大気圧
よりも低く制御する過程を有することにより、 (b)前記コーンが、前記ティップの内径よりも実質的
に小さな直径を有すると共に、外向きに延出する周縁部
を介して前記ティップの内周面に結合されるようにした
ことを特徴とするグラスファイバの製造のための方法。 - 【請求項2】前記コーンの前記周縁部が半径方向に略水
平に延出することを特徴とする請求の範囲第1項に記載
の方法。 - 【請求項3】前記コーンの前記周縁部が、水平面に対し
て上向きに延出した後に前記ティップの内周面に接続し
ていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方
法。 - 【請求項4】前記オリフィスの内径が少なくとも0.1
78cm(0.070インチ)であることを特徴とする請
求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】オリフィスティップを有する底板を備える
グラスファイバの製造のためのブッシングであって、 (a)通常のファイバ形成条件下にあって、前記ディッ
プの上側の圧力を大気圧よりも実質的に低い圧力に降下
させるのに充分な流路抵抗を溶融ガラスの流れに対して
与えるような流路抵抗手段が前記ディップの上方に設け
られており、 (b)前記ティップの内径が少なくとも0.178cm
(0.070インチ)であることを特徴とするブッシン
グ。 - 【請求項6】前記流路抵抗手段が、前記底板の上側に間
隔を置いて設けられた多孔板を含むことを特徴とする請
求の範囲第5項に記載のブッシング。 - 【請求項7】前記底板及び多孔板を加熱するための手段
を備えることを特徴とする請求の範囲第5項若しくは第
6項に記載のブッシング。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US597578 | 1984-04-09 | ||
US06/597,578 US4553994A (en) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Method for forming glass fibers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61501772A JPS61501772A (ja) | 1986-08-21 |
JPH068186B2 true JPH068186B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=24392098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59503480A Expired - Lifetime JPH068186B2 (ja) | 1984-04-09 | 1984-09-10 | グラスファイバの製造のための方法及びブッシング |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4553994A (ja) |
EP (1) | EP0179068A1 (ja) |
JP (1) | JPH068186B2 (ja) |
KR (1) | KR920000642B1 (ja) |
AU (1) | AU563144B2 (ja) |
BR (1) | BR8407309A (ja) |
CA (1) | CA1263810A (ja) |
DD (1) | DD231336A5 (ja) |
DK (1) | DK569285A (ja) |
EG (1) | EG18605A (ja) |
ES (1) | ES536165A0 (ja) |
FI (1) | FI78892C (ja) |
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IT (1) | IT1176839B (ja) |
MX (1) | MX159032A (ja) |
NO (1) | NO162610C (ja) |
WO (1) | WO1985004648A1 (ja) |
ZA (1) | ZA847407B (ja) |
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US4624693A (en) * | 1985-12-17 | 1986-11-25 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Method and apparatus for forming glass fibers |
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CN107001107A (zh) * | 2014-10-14 | 2017-08-01 | 赫罗伊斯·坦尼沃有限公司 | 用于基于其粘度的预型件或管材牵拉的设备和方法 |
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-
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- 1984-09-10 HU HU844223A patent/HUT45950A/hu unknown
- 1984-09-10 WO PCT/US1984/001434 patent/WO1985004648A1/en active IP Right Grant
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-
1985
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- 1985-12-09 DK DK569285A patent/DK569285A/da not_active Application Discontinuation
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