(57)【要約】【課題】ガラス長繊維を生産する際に使用されるブッシングについて、高温強度、耐クリープ性等の優れた性能を有するブッシングプレートを有するガラス繊維製造装置とこのガラス繊維製造装置を使用するガラス繊維の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のガラス繊維製造装置は、ブッシングが略矩形状のブッシングプレート１２及びブッシングプレート１２周縁から延在するブッシング側周部１３を有し、ブッシングプレート１２に付設したノズル１１から熔融ガラスＧを引き出してガラス繊維Ｆを成形するガラス繊維製造装置であって、ブッシングプレート１２の長辺側に、長辺と略平行となる５ｍｍ以上の寸法となるように折り曲げ上げ加工部１２Ｋが設けられ、該折り曲げ上げ加工部１２Ｋから延在する端面近傍部をブッシング側周部１３に溶接してなる。また本発明のガラス繊維の製造方法は、上記のガラス繊維製造装置を使用し、ブッシング温度を監視しつつ、熔融ガラスＧをノズル１１より引き出してガラス長繊維Ｆを製造するものである。【選択図】図１
2008044801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブッシングが略矩形状のブッシングプレート及び該ブッシングプレート周縁から延在するブッシング側周部を有し、ブッシングプレートに付設したノズルから熔融ガラスを引き出してガラス繊維を成形するガラス繊維製造装置であって、
前記ブッシングプレートの長辺側に、長辺と略平行となる５ｍｍ以上の寸法となるように折り曲げ上げ加工部が設けられており、該折り曲げ上げ加工部から延在する端面近傍部を前記ブッシング側周部に溶接してなることを特徴とするガラス繊維製造装置。
【請求項２】
ブッシングプレートが白金あるいは白金合金よりなることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維製造装置。
【請求項３】
ブッシング側周部及び／又は折り曲げ上げ加工部が設けられたブッシングプレートに、支持部材に当接する支持手段を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維製造装置。
【請求項４】
５ｍｍ以上折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１０°〜１７０°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維製造装置。
【請求項５】
支持手段が白金あるいは白金合金よりなることを特徴とする請求項３に記載のガラス繊維製造装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載のガラス繊維製造装置を使用して、ブッシング温度を監視しつつ、熔融ガラスをノズルより引き出してガラス長繊維を製造することを特徴とするガラス繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス繊維を紡糸して製造する際に使用されるブッシングを備えたガラス繊維製造装置とこの装置を使用するガラス繊維の製造方法に関する。
【０００２】
一般にガラス長繊維と総称される複合材料等として利用されるガラス繊維を製造するには、ガラス熔融炉とそれに配設されたブッシングなどの一連の紡糸設備が使用されている。ブッシングには、耐熱性を有するブッシングプレートの底面に、多数本のノズルが整列して付設さており、ここから熔融ガラスを連続的に引き出し、多数本のガラスモノフィラメントとする。そしてこれらガラスモノフィラメントの表面に集束剤等の各種の被覆剤を適量塗布し、ストランドとしてワインダーで巻きとることによりガラス繊維が製造される。
【０００３】
高品位の各種ガラス繊維を連続して円滑に高い効率で製造するためには、製造されるガラス繊維に要求される各種性能、形状、寸法あるいは製造原価等に見合った構造を有するブッシングが必要であり、さらにこのブッシングには高温環境下であっても経時的に耐久性の高い頑強な装置であることが必須である。このような高度な性能を追求し耐久性の向上を図るために、これまでにもブッシングの構造等については多数の発明が行われてきた。例えば特許文献１では、ブッシングプレートの高温強度の耐久性を向上させるため、プレートに複数本の凸条が縦方向又は横方向の少なくとも一方向に形成され、かつ凸条上にノズルが突設されてなるブッシングが開示されている。また特許文献２には、長期間使用した場合にブッシングプレートの中央部が垂れ下がるのを防止するためにブッシングプレートの上面に所要形状の凹部を配列形成し、さらにその周囲に補強リブを形成するという発明も開示されている。さらに特許文献３では、ガラス繊維用のブッシング（ストリームフィーダー）の製造において、ブッシングの側周面を絞り加工することで一体成型する方法が開示されている。また特許文献４では、やはり長時間の使用によるブッシングの垂れ下がりを防止するためにブッシングプレートを下側から補強保持するＳｉ3Ｎ4製保持具を有し、その保持具についてブッシングプレートと接触する面にＡｌ2Ｏ3等の被膜が形成されてなることを特徴とする発明も行われている。また特許文献５では、ブッシングから引き出されたフィラメントの径を均一にするために、熔融ガラスを引き出すための複数個の引出孔の径をブッシングの中央部から周辺部へと徐々に大きくすることで目的が達成できるという発明も開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１０３０４７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１２８９４１号公報
【特許文献３】特公昭５７−３８５３５号公報
【特許文献４】特許第２６０７２８２号公報
【特許文献５】特開２００２−１２８５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまで行われてきた発明だけでは十分なものではない。例えばブッシングの高温での耐久性という課題に限定しても、例えば特許文献１や特許文献２のような構成はそれなりの効果はあるものの、ノズル数の増大に伴うブッシングの大型化等に対応するには、さらに多くの改善が必要となる。また特許文献３にあるような製造方法でブッシング側周面をも一体化成型すると、確かに溶接箇所は減らせ、その結果初期強度の高い構造とはなるが、このような絞り加工で成形された側周面は加工時の条件によっては正確な形状、すなわちガラス温度を均一に保持するための側周面の厚寸法等を得にくい場合もあり、複雑な形状を形成するには向いていない。また単一の材料で全ての部位が形成されることになるため、特に高い強度が必要とされる部位に高強度材を使用するといったこともできず、設計上の自由度も低くなる。また特許文献４のような保持具を用いる場合には、それなりの設備投資が必要となること、あるいは大型のブッシングではこのような保持具を使用すると保持具が支持する部位についてノズル数を減らさねばならなくなるという制約も発生する。このようにこれまでに開示されたブッシングはいずれも一長一短があり、より多様なガラス長繊維を効率よく製造していく際には、さらなる改善が望まれていた。
【０００５】
図３にその部分断面図を示すように、一般に、ブッシングプレート２は、その先端部にブッシング側周部３を当接して溶接することによって溶接部２ａを形成したものを使用してガラス繊維の製造が行われているが、上記したようにブッシングプレート２を大型化するとそれだけブッシングプレート２とその中に保持される熔融ガラスＧによる荷重が大きくなり、溶接部２ａにはそれだけ大きな負荷が掛かるため、長期間の使用では溶接箇所にクラックが発生し易くなるという問題も指摘されている。そこで本発明者らはこのような問題を改善するために、必要最低限の溶接を適所のみに行い、長期に亘り安定した生産を実現できるだけの高い耐久性を有すると共に、製造に要する費用が安価なものとできるブッシングプレート２についての研究を重ねてきた。
【０００６】
そして本発明は、研究の成果としてガラス長繊維を連続生産する際に使用されるブッシングについて、高い高温強度、耐クリープ性、製造容易性及び設計自由度の高さ等の優れた性能を有する耐熱性の高いブッシングプレートを有するガラス繊維製造装置とこのガラス繊維製造装置を使用するガラス繊維の製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガラス繊維製造装置は、ブッシングが略矩形状のブッシングプレート及び該ブッシングプレート周縁から延在するブッシング側周部を有し、ブッシングプレートに付設したノズルから熔融ガラスを引き出してガラス繊維を成形するガラス繊維製造装置であって、前記ブッシングプレートの長辺側に、長辺と略平行となる５ｍｍ以上の寸法となるように折り曲げ上げ加工部が設けられており、該折り曲げ上げ加工部から延在する端面近傍部を前記ブッシング側周部に溶接してなることを特徴とする。
【０００８】
ここで、略矩形状のブッシングプレートを有し、ブッシングが略矩形状のブッシングプレート及び該ブッシングプレート周縁から延在するブッシング側周部を有し、ブッシングプレートに付設したノズルから熔融ガラスを引き出してガラス繊維を成形するガラス繊維製造装置であって、前記ブッシングプレートの長辺側に、長辺と略平行となる５ｍｍ以上の寸法となるように折り曲げ上げ加工部が設けられており、該折り曲げ上げ加工部から延在する端面近傍部を前記ブッシング側周部に溶接してなるとは、次のようなものである。すなわちガラス熔融炉に均質に加熱熔融された熔融ガラスを略矩形状を呈するブッシングプレートに付設した耐熱性ノズルから引き出して連続したガラス長繊維として成形するガラス繊維製造装置について、その略矩形状を呈するブッシングプレートの２つの長辺のそれぞれの端部に関して、長辺端面を起点として長辺と略平行となるように５ｍｍ以上の長さだけ折り曲げ上げ加工を施し、さらに折り曲げ上げ加工された先端部及び先端部近傍をブッシング側周部に溶接を行って互いに接合することによって固定された構造となったものであることを表している。
【０００９】
折り曲げ上げの方法や折り曲げ部の形状については、特に限定されることはない。すなわちプレスによる型曲げ加工、折り曲げ加工、ロール曲げ加工あるいはロールフォーミング等の各種方法によって任意の曲率半径を有するＲ面加工やＣ面加工等を施すことも可能である。
【００１０】
また本発明では、ブッシングプレートの長辺側に長辺と略平行となる５ｍｍ以上の折り曲げ加工が施されることが大切なことであるが、それは５ｍｍ未満の曲げ加工ではブッシングプレートの機能を充分に発揮することができず、従前のように全く折り曲げ加工せずにブッシングプレートの端面に相当する箇所で互いに溶接した場合とあまり大きな違いが得られず、溶接箇所の高温状態での強度について、充分に高い値を長期に亘り維持し難くなる危険性があるためである。また本発明でブッシングプレートの長辺側に長辺と略平行となる折り曲げ上げの加工が複数回行われ、複数の折れ線が形成された構造を呈する場合には、ブッシングプレートの短辺寸法の半分、すなわちブッシングプレートの長尺方向に垂直な巾寸法の半分の長さよりも短い寸法であって、かつ長辺側から計測して曲げ開始位置が最も遠い位置にある折れ線までの距離が５ｍｍ以上となっているものであれば、本発明に係るブッシングプレートである。
【００１１】
また本発明のブッシングプレートは、その底面に相当する最も面積の大きい面の形状が略矩形状であれば、その大きさは問わない。また底面に相当するノズルを付設した箇所の形状が略正方形形状である場合には、長辺と短辺とを特定し難くなるが、そのような場合には任意の一辺を長辺と見なすことができる。
【００１２】
また本発明に係るブッシングプレートの長辺側に長辺と略平行となる折り曲げ上げの加工が施された折り曲げ位置がブッシングプレートの端面から５ｍｍ以上であればよいが、あまりに端面からの距離を長くとると、ブッシングプレートに要する材料費が嵩む。よって本発明に係るブッシングプレートの長辺側に長辺と略平行となるように折り曲げ上げ加工が施された折り曲げ位置がブッシングプレートの端面から３０ｍｍ以下とする方がよく、さらに好ましくは２０ｍｍ以下とすることである。
【００１３】
また本発明に係るブッシングプレートの略矩形を呈する形状の寸法や付設されるノズルの本数、さらにブッシングプレートの厚み寸法、さらにノズルの配設方法やノズルの配列状態などについては、所望の性能を実現することができるならば、特に限定されるものではない。またノズルの長さやノズルの孔形状、孔径についても同様であり、必要に応じて多様な寸法、様々な形状を採用することができる。
【００１４】
また本発明のガラス繊維製造装置には、ブッシングプレートやノズルの性能をより向上させ、その強度を高める構造などを適宜採用することができる。例えば、ノズルを多重管とする、あるいはブッシングプレートを補強する補強板の採用、温度を調整するための発熱体の採用、さらにブッシングの冷却を行うための冷却管やフィン等を適所に配設することも可能である。
【００１５】
また本発明のガラス繊維製造装置は、上述に加えブッシングプレートが白金あるいは白金合金よりなるものであれば、高い耐熱性と熔融ガラスとの難反応性を有するものであるため、ガラス繊維を安定生産することができる。
【００１６】
ブッシングプレートが白金あるいは白金合金よりなるとは、ブッシングプレートの全てまたはその一部がプラチナ（すなわちＰｔ）あるいはプラチナを含有する合金よりなるということを表している。
【００１７】
白金あるいは白金合金であれば、どのような添加材を含有するものであってもよい。例えば、ロジウム、ハフニウム、ルテニウム、パラジウム、イリジウム、オスミウム、イットリウム、ジルコニウム、カルシウム、マグネシウム、金、タングステン、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシアあるいはカルシア等を適量添加することができる。
【００１８】
また本発明のガラス繊維製造装置は、上述に加えブッシング側周部及び／又は折り曲げられたブッシングプレートに対し支持部材に当接する支持手段を有するものであれば、ブッシングプレートのみにブッシングプレートやブッシングに滞留する熔融ガラスの重量を印加することなく、支持せねばならない総重量を分散支持することができるので局所的に加重の集中が生じないため好ましい。
【００１９】
ここでブッシング側周部及び／又は折り曲げ加工部が設けられたブッシングプレートに支持部材に当接する支持手段を有するとは、ブッシングプレートが当接し溶接されるブッシング側周部、あるいは曲げ加工が施されたブッシングプレートの折り曲げ上げされた加工部にブッシングを支持するための１あるいは複数の耐熱性支持具、あるいは耐熱性支持構造を有するものであって、この支持手段によりブッシングを支持部材によって直接接触状態で支え、長時間に亘り固定されたものとすることができる。
【００２０】
耐熱性支持具についてはどのような形状であっても５００℃以上の高温に加熱された状態でブッシングを水平に支持できるものであればよい。例えば、略矩形板状、略ロッド状、略多角柱状、略アルファベット柱状、略ローマ数字形状、略数字柱状、略カタカナ柱状、略ひらがな柱状、略漢字柱状、略管状、略楔状、略円錐状、略多角推状、略円盤状あるいはこれらの形状を任意に結合した形状といった多様な形状を採用することができ、このような部材をブッシングプレートが当接し溶接されるブッシング側周部、あるいは曲げ加工が施されたブッシングプレートの折り曲げ上げ加工部に適切な固定方法で溶接することができる。固定方法としては、ＴＩＧ溶接（ｔｕｎｇｕｓｔｅｎ  ｉｎｅｒｔ  ｇａｓ  ｗｅｌｄｉｎｇ）やレーザー溶接、プラズマ溶接あるいは拡散接合などを行うことができる。また複数の耐熱性支持具を使用する場合には、同じ形状のものであってもよく、異なる形状のものであってもよい。
【００２１】
耐熱性支持具の構成材料については、ブッシングプレートと同じ材料であっても異なる材料であっても所望の耐熱性と高温強度とを有するものであればよい。また支持部材についても充分な強度があれば、特に材料種を限定されることはない。支持部材については、例えばモルタルやコンクリート、強化セメント、セラミックスファイバやセラミックス骨材等を含有する耐熱性複合材料、あるいはＧＲＣ（ガラス繊維強化セメント）等の材料を適量使用することができる。また支持部材については、上述に加えてブッシングが直接通電により加熱されている場合には、電気絶縁性が高い材料であれば、漏電などの問題を回避することができるため好ましい。
【００２２】
耐熱性支持構造についても、耐熱性支持具と同様に多様なものを任意に選択採用することができる。例えば、ブッシングプレートより側周壁を外側に広げた形態にすることで、台形を逆さまな形状とするような耐熱性支持構造をとればブッシングプレートを支持し易いものとなる。またこれ以外の構造についても支持部材にブッシングプレートを効率的に支えることができるような形状とするものであれば本発明に該当するものである。むろん耐熱性支持具と耐熱性支持構造の両方を併用するものであってもよい。
【００２３】
また本発明のガラス繊維製造装置は、上述に加え５ｍｍ以上折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１０°〜１７０°の範囲であるならば、ブッシングに求められる熔融ガラスの滞留量を最適なものになるようにブッシング容積を設計することができ、しかも高価な耐熱材料の使用量を必要最小限度に抑制することもできる。
【００２４】
ここで５ｍｍ以上折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１０°〜１７０°の範囲であるとは、ブッシングノズルが付設されるブッシングプレートの底面に対して上方へと折り曲げ上げ加工を施された部位に関して、その折り曲げ上げの角度範囲が１０度から１７０度にあることを意味している。
【００２５】
５ｍｍ以上の折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１０°未満であると熔融ガラスの滞留量が少なくなるので熔融ガラスの温度コントロールを行い難くなり好ましくない。また５ｍｍ以上の折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１７０°を越える場合にも同様に温度の調整が難しくなり、また溶接箇所を５ｍｍ以上端面から離し、溶接部に過負荷が加わらないようにした効果が小さくなるので好ましくない。以上のような観点から５ｍｍ以上の折り曲げ上げ加工の折り曲げ上げ角度が、２０°〜１６０°の範囲であることがより好ましく、２５°〜１５０°の範囲であることがさらに好ましい。
【００２６】
また本発明のガラス繊維製造装置は、上述に加え支持手段が白金あるいは白金合金よりなるならば、ブッシングプレート同様に高い耐久性を有するものとなり、しかもブッシングプレートと同材質を選択することもできるので、溶接部位に高い耐性を持たせることができる。
【００２７】
支持手段が白金あるいは白金合金よりなるとは、ブッシングプレートと同じあるいは類似した構成の材料を使用するということを意味している。
【００２８】
本発明のガラス繊維製造装置によって製造できるガラス繊維としては、公知の各種ガラス材質を製造することができる。例えば、材質として無アルカリのＥガラス組成、低誘電率を実現するＤガラス組成、耐アルカリ性能を実現するＡＲガラス組成、耐酸性を実現するＣガラス組成、高弾性率を実現するＭガラス組成、高強度、高弾性率を実現するＳガラス組成、またＳガラスと同様の機能を有するＴガラス組成、さらに高誘電率を有するＨガラス組成といったガラス材質を採用することができ、さらに他の材質であっても支障ない。
【００２９】
本発明のガラス繊維製造方法は、上記のガラス繊維製造装置を使用して、ブッシング温度を監視しつつ、熔融ガラスをノズルより引き出してガラス長繊維を製造することを特徴とする。
【００３０】
ここで上記のガラス繊維製造装置を使用して、ブッシング温度を監視しつつ、熔融ガラスをノズルより引き出してガラス長繊維を製造するとは、次の様な装置である。すなわち略矩形状のブッシングプレートを有し、ブッシングプレートに付設したノズルから熔融ガラスを引き出してガラス繊維を成形するガラス繊維製造装置であって、略矩形状のブッシングプレートの長辺側に長辺と略平行となる５ｍｍ以上の折り曲げ上げ加工部が設けられており、該折り曲げ上げ加工部から延在する端面近傍部を前記ブッシング側周部に溶接してなるようなガラス繊維製造装置を使用し、ガラス熔融炉で均質な状態に熔融され、その粘性を管理するために温度条件を調整したブッシングの温度をガラス繊維の引き出し速度などの設定とともに測定、監視しつつ紡糸して、ガラス長繊維とすることを表している。
【００３１】
ブッシングの温度の監視方法としてはどのようなものであってもよい。例えば熱電対、すなわちサーモカップル（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）による計測であっても、オプティカルパイロメーターなどの光学的な方法であってもよい。これらの監視データは、ガラスの製造品位を高水準に維持するために必要であり、さらにそれぞれの計測値の因果関係を把握してより一層高品位で安定した各種ガラス繊維の製造を実現するために有用なものとなる。
【００３２】
本発明のガラス繊維の製造方法で作製された各種形態のガラス繊維は、具体的に次の様な用途で使用してもよい。それは例えば電子機器関連用途では、電子機器ハウジング材、ギアテープリール、各種収納ケース、光部品用パッケージ、電子部品用パッケージ、スイッチボックス、絶縁支持体などがあり、車載関連用途では、車体屋根材（ルーフ材）、窓枠材、車体フロント、カーボディ、ランプハウス、エアスポイラー、フェンダーグリル、タンクトロリー、ベンチレーター、水タンク、汚物タンク、座席、ノーズコーン、フェンダーグリル、カーテン、フィルター、エアコンダクト、マフラーフィルター、ダッシュパネル、ファンブレード、ラジエータータイヤ、タイミングベルトなどがあり、航空機関連用途ではエンジンカバー、エアダクト、シートフレーム、コンテナ、カーテン、内装材、サービストレイ、タイヤ、防振材、タイミングベルトなどがあり、造船、陸運海運関連用途ではモーターボート、ヨット、漁船、ドーム、ブイ、海上コンテナ、フローター、タンク、信号機、道路標識、カーブミラー、コンテナ、パレット、ガードレール、照明灯カバー、火花保護シートなどがあり、農業関連用途ではビニールハウス、サイロタンク、スプレーノズル、支柱、ライニング、土壌改良剤などがあり、建設・土木・建材関連ではバスタブ、バストイレユニット、便槽、浄化槽、水タンク、内装パネル、カプセル、バルブ、ノブ、壁補強材、プレキャストコンクリートボード、平板、波板、テント、シャッター、外装パネル、サッシ、配管パイプ、貯水池、プール、道路、構造物側壁、コンクリート型枠、ターポリン、防水ライニング、養生シート、防虫網などがあり、工業施設関連用途では、バグフィルター、下水道パイプ、浄水関連装置、防振コンクリート補強材（ＧＲＣ）、貯水槽、ベルト、薬品槽、反応槽、容器、ファン、ダクト、耐蝕ライニング、バルブ、冷蔵庫、トレー、冷凍庫、トラフ、機器部品、電動機カバー、絶縁ワイヤ、変圧器絶縁、ケーブルコード、作業服、カーテン、蒸発パネル、機器ハウジングなどがあり、レジャースポーツ関連用途では、釣竿、スキー、アーチェリー、ゴルフクラブ、プール、カヌー、サーフボード、カメラ筐体、ヘルメット、衝撃保護防具、植木鉢、表示ボードなどがあり、日用品関連用途では、テーブル、椅子、ベッド、ベンチ、マネキン、ゴミ箱、携帯端末保護材などがある。
【発明の効果】
【００３３】
（１）以上のように、本発明のガラス繊維製造装置はブッシングが略矩形状のブッシングプレート及び該ブッシングプレート周縁から延在するブッシング側周部を有し、ブッシングプレートに付設したノズルから熔融ガラスを引き出してガラス繊維を成形するガラス繊維製造装置であって、前記ブッシングプレートの長辺側に、長辺と略平行となる５ｍｍ以上の寸法となるように折り曲げ上げ加工部が設けられており、該折り曲げ上げ加工部から延在する端面近傍部を前記ブッシング側周部に溶接してなるものであるため、折り曲げ上げ加工を施したコーナー部のみにブッシングプレートやブッシング内に滞留する熔融ガラスの重量が過度に加わることなく、また溶接箇所にも大きな負荷がかかることがないので、高温に保持された状態であっても長期間に亘り安定した品位のガラス繊維を生産することができる。
【００３４】
（２）また本発明のガラス繊維製造装置はブッシングプレートが白金あるいは白金合金よりなるものであれば、高温での充分な強度を実現できるばかりでなく、ガラス繊維との化学的な高温反応性についても低い性能を維持することができ、ガラス繊維のブッシングプレート材の劣化による汚染を引き起こしにくいものとなる。
【００３５】
（３）さらに本発明のガラス繊維製造装置は、ブッシング側周部及び／又は折り曲げ上げ加工部が設けられたブッシングプレートに、支持部材に当接する支持手段を有するものであれば、支持せねばならない熔融ガラスや装置などの総重量を分散支持することができるので局所的に加重の集中が生じないため、大型のブッシング装置を構築して利用することが容易であって、特に多ホール化、すなわち付設するノズル数を多くする必要がある場合であっても、ブッシングの耐用期間を減少させることがなく、ガラス繊維の高い製造効率を実現できるものである。
【００３６】
（４）また本発明のガラス繊維製造装置は、５ｍｍ以上折り曲げ上げされた加工部の折り曲げ上げ角度が、１０°〜１７０°の範囲であるならば、ブッシングの設計の自由度が高いため大型のブッシングであっても小型のブッシングであっても製造設備に必要となる機能を充分に発揮することが可能となるブッシングとすることが可能となる。
【００３７】
（５）さらに本発明のガラス繊維製造装置は、支持手段が白金あるいは白金合金よりなるものであれば、ブッシングプレート同様に高い耐久性を有し、しかもブッシングプレートと同材質を選択することもでき、溶接部位に高い耐性を持たせることができるので温度変化に応じて線膨張係数の大きな違いなどに起因する溶接部の割れ、クラックあるいは欠け、剥がれといった欠陥の発生率を減らすことができる。
【００３８】
（６）また本発明のガラス繊維製造装置は、上記のガラス繊維製造装置を使用して、ブッシング温度を監視しつつ、熔融ガラスをノズルより引き出してガラス長繊維を製造するものであるため、ブッシングに過度な温度的な負担を長期に亘り加え続けることなく安定品位のガラス繊維の製造が可能であり、製造の難しい細番手のガラス繊維であっても高いガラス繊維の成形精度を維持し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に本発明のガラス繊維製造装置とこのガラス繊維製造装置を使用するガラス繊維の製造方法について、実施例に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００４０】
図１に本発明のガラス繊維製造装置の部分断面図を示す。このガラス繊維製造装置１０は、Ｅガラスとなるように各種ガラス原料を調合して高温に加熱し、均質熔融して得られる熔融ガラスＧを２０００本のガラスモノフィラメントＦにすることのできる白金−ロジウム合金製のノズルチップ１１を底面に溶接したブッシングプレート１２を有している。
【００４１】
このブッシングプレート１２はその底面の外形が矩形状であって、長辺側についてはその端面からブッシング長辺に平行となるように上方へ折り曲げ加工が施されており、折り曲げ上げ加工を施された先端の端面部は、ブッシング側周面１３とＴＩＧ溶接により形成された溶接部１２ａを介して強固に接合されており、折り加工が施された先端の端面から折り線までの距離Ｌは折り曲げ位置から充分に離れた２０ｍｍの位置にある。また、ブッシング側周部１３についてはブッシングプレート１２と同じ材料によって構成されているが、構造上僅かに厚み寸法の小さいものを採用している。この厚み寸法の差は、スライス切削若しくは圧延により加工することができるもので、ブッシング温度を均一に保持するという観点から行われるが、温度分布を他の手段で調整可能である場合、あるいは特段の注視が必要ないならば同じ寸法であってもよい。
【００４２】
このブッシングプレート１２の折り曲げ上げについては、ブッシングプレートの長辺側についてその折り曲げ上げ角度が９０°となるように構成されており、その折り曲げ上げ加工はプレス成型機によって行われている。
【００４３】
またブッシングプレート１２の折り曲げられた部位、すなわち折り曲げ上げ加工部１２ｋには、指示部材（図示省略）であるモルタルに当接させてブッシングを支持するための支持手段としてカタカナのコの字形状に曲げられた白金−ロジウム合金製の耐熱性支持具１４の管材の管端面部がＴＩＧ溶接されている。この耐熱性支持具１４はブッシングプレート１２の周囲６箇所にほぼ等間隔で配設されている。
【００４４】
次いで本発明のガラス繊維製造装置１０を使用してガラス繊維を製造する方法について説明する。
【００４５】
まず、Ｅガラス組成となるように各種のガラス原料をガラス熔融炉にて溶解する。その後攪拌などの一連の均質操作を経た後、ガラス熔融炉のフォアベイに配設された本発明のガラス繊維製造装置１０に熔融ガラスＧは流入することになる。このガラス繊維製造装置の温度は、熱電対により常時計測されておりその測定結果を保存、管理するシステムをＬＡＮによって管理している。この計測値の結果が低くなるとファオアベイやガラス繊維製造装置の温度を上昇させ、逆に温度が上昇しすぎるとそれを是正するような設定がなされており、また特異な現象に対しては設定を変更することもでき、半自動でも対応が可能である。
【００４６】
ガラス繊維製造装置１０には上述したようにブッシングプレート１２の底面に２０００本のノズル１１が整列配設されており、熔融ガラスは各ノズル１１からノズル１１内径に従う形状寸法となるように流下し、冷却パイプやフィンの働きによってノズル１１直下で急速に冷却されて固化したモンフィラメント状になった後、連続的に引き出されて紡糸され、予め調整された集束剤をアプリケーターによってその表面に塗布した後に紙管に巻き取られて、いわゆるケーキ、あるいはチーズと呼称される形態となり、このようにしてガラス繊維Fは得られることになる。さらに必要に応じて、各種の処理を行い、所望のガラス繊維製品の形態となる。すなわち例えばロービングを得るのなら、複数のケーキから複数本のガラス繊維のストランドを解舒して引き揃え、ガラスロービング回巻体巻き取り装置を使用してガラスロービングを形成する。また必要に応じてブッシングからケーキを形成せずに、ダイレクトにロービング回巻体を形成する直接法によるロービング回巻体巻き取り装置に適用することもできるのは言うまでもない。
【実施例２】
【００４７】
図２には、本発明の他の形態のガラス繊維製造装置２０について示す。このガラス繊維製造装置２０では、ＦＲＰ用途として利用されるチョップドストランドとして使用されるＥガラスのガラス繊維Ｆを製造するための設備である。このガラス繊維製造装置２０の構造は、概ね図１のガラス繊維製造装置１０の構造と類似している。ノズル２１の付設状態、材質等については同じであるが、このガラス繊維製造装置２０の図１のガラス繊維製造装置１０との大きな違いは、２つある。１つはブッシングプレート２２が折り曲げ上げ加工が施されている点は同じだが、折り曲げ上げ加工された部位２２ｋの先端の端面から折り線までの距離Ｌは、折り曲げ上げ位置からさらには離れた３０ｍｍの位置にある。そしてこの３０ｍｍ離れたブッシングプレート２２の端面が、ブッシング側周部２３に溶接された状態となっている。ガラス繊維製造装置２０の下のコーナー部から充分に離れた箇所にブッシングプレート２２とブッシング側周部２３の溶接部２２ａがあるため、ブッシングプレート２２の自重や熔融ガラスＧの重量は、ガラス繊維製造装置２０の下のコーナー部のみに大きく加わることにはならず、ガラス繊維製造装置２０の下のコーナー部に割れ等の欠陥が発生し難い構造となっている。
【００４８】
２つめは、ブッシングを支持するための支持手段として採用した白金−ロジウム合金製の耐熱性支持具２４の構造が異なることである。ここでは管材の代わりに白金−ロジウム合金製のプレート材をアルファベットのＬ字形状に切削加工若しくは折り曲げ加工により形成したものを耐熱性支持具２４として採用し、ブッシングプレート２２の折り曲げられた部位２２ｋとブッシング側周部２３の両方にＴＩＧ溶接で溶接固定することによって形成されている。
【００４９】
この装置２０によるガラス繊維Ｆの製造については、前述した装置１０によるものと同様である。
【００５０】
以上のように本発明のガラス繊維製造装置は、高温時で長期間使用される場合であっても高い耐久性のある構造を有しており、各種の高機能なガラス繊維の製造において、優秀な性能を長期に亘り発揮することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のガラス繊維製造装置の部分断面図。
【図２】本発明の他のガラス繊維製造装置の部分断面図。
【図３】従来のガラス繊維製造装置の溶接箇所を示す説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０    ガラス繊維製造装置
１１、２１    ノズル
１２、２２    ブッシングプレート
１２ａ、２２ａ    ブッシングプレートとブッシング側周部との溶接箇所
１２ｋ、２２ｋ    折り曲げ加工部
１３、２３    ブッシング側周部
１４、２４    耐熱性支持具
Ｇ    熔融ガラス
Ｌ    折り曲げ加工位置からブッシングプレート端面までの寸法
α    ブッシングプレートの折り曲げ角度
Ｆ    ガラス繊維（ガラスモノフィラメント）
【図１】
2008044801.tif 000003
【図２】
2008044801.tif 000004
【図３】
2008044801.tif 000005