(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有し、前記ガラス流出部が前記二つのノズル孔の並列方向と直交する方向に複数配列されたノズルブロックを備え、前記ノズル孔から溶融ガラスを引き出し可能なブッシングにおいて、前記溶融ガラスが前記ノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流を前記各ノズル孔の間に導くために、前記二つのノズル孔の間に、前記ガラス流出部の配列方向に沿って前記ノズルブロックの端部まで延びる溝状の随伴流導入路を備えることを特徴とするブッシング。
【請求項２】
前記二つのノズル孔の間には切り欠き部が形成されており、
前記随伴流導入路は、前記切り欠き部に前記随伴流を放出させる放出部を有することを特徴とする請求項１記載のブッシング。
【請求項３】
略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有し、前記ガラス流出部が前記二つのノズル孔の並列方向と直交する方向に複数配列されたノズルブロックと、前記二つのノズル孔の間に、前記ガラス流出部の配列方向に沿って前記ノズルブロックの端部まで延びる溝状の随伴流導入路と、を備えたブッシングを用い、前記各ノズル孔から溶融ガラスを引き出してガラス繊維を紡糸するガラス繊維の製造方法において、前記溶融ガラスを前記各ノズル孔から引き出す際に、前記溶融ガラスの引き出しに伴って流れる随伴流を前記各ノズル孔の間に導入させることを特徴とするガラス繊維の製造方法。
【請求項４】
前記二つのノズル孔の間には切り欠き部が形成されており、
前記随伴流導入路は、前記切り欠き部に前記随伴流を放出させる放出部を有し、
前記随伴流は前記随伴流導入路の前記放出部から前記切り欠き部に放出されることを特徴とする請求項３に記載のガラス繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、断面が扁平形状をなす扁平ガラス繊維を紡糸するためのブッシングに関するものである。
背景技術
従来より、ガラス繊維不織布等に用いるガラス繊維として、断面が扁平形状をなす扁平ガラス繊維が知られている。この扁平ガラス繊維を抄紙して不織布を形成すると、各扁平ガラス繊維が長手方向を水平にして重なり合うため、不織布のかさ密度が向上すると共に、少量のバインダーによる接合で不織布に大きな強度を与えることができる。このような理由により、近年、扁平ガラス繊維を用いてガラス繊維不織布を形成する技術が注目を集めている。
また、一般的にガラス繊維を製造するには、ブッシングが装着された溶融炉に溶融ガラスを滞留させ、ブッシングに形成されたノズル孔から溶融ガラスを引き出す作業を行う。そして、上述の扁平ガラス繊維を製造するためには、扁平形状をなすノズル孔から溶融ガラスを引き出せばよい。
発明の開示
しかしながら、従来のブッシングには、次のような問題があった。すなわち、ブッシングにおいては二つのノズル孔が並列されていることが多いが、ガラス繊維を紡糸している最中に、隣接するノズル孔から引き出された溶融ガラス同士が接触し、合流してしまうという問題があった。溶融ガラス同士が不意に合流してしまうと、ガラス繊維の紡糸作業を一旦中止する必要があり、製造工程に大きな支障を来してしまう。
また、ガラス繊維の紡糸作業を一旦中止した場合に、隣接するノズル孔から引き出された溶融ガラスが合流する傾向にあるが、この合流した溶融ガラスを容易に分離させることが望まれている。
さらに、断面楕円のノズル孔から引き出されて扁平形状をなす溶融ガラスが、それ自身に働く表面張力によって扁平率が低下し、断面が円形になってしまうという問題もあった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、並列された二つのノズル孔から引き出される溶融ガラス同士が紡糸中に合流しにくく、合流した溶融ガラスを容易に分離させることができ、且つ、扁平ガラス繊維の扁平率が低下するのを防止できるブッシング及びガラス繊維の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有し、ノズル孔から溶融ガラスを引き出し可能なブッシングにおいて、溶融ガラスがノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流を各ノズル孔の間に導くための随伴流導入路を備えることを特徴とする。
本発明に係るブッシングによれば、溶融ガラスがノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流が、随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれる。このため、随伴流の風力によって各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、紡糸中に溶融ガラス同士が合流しにくくなる。また、ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた等の理由により溶融ガラスが合流した場合であっても、紡糸作業を再開して各ノズル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流れ出し、この随伴流が随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれるため、合流した溶融ガラスを容易に分離させることができる。さらに、各ノズル孔から引き出された溶融ガラスは、随伴流によって冷却される。このため、溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下する前に粘度が増加して固化するため、扁平率の高いガラス繊維を得ることができる。
また、本発明のブッシングにおいて、ガラス流出部は、二つのノズル孔の並列方向と直交する方向に複数配列されており、随伴流導入路は、ガラス流出部の配列方向に延びていると共に、各ノズル孔の間に随伴流を放出させる放出部を有することが好ましい。
このような構成とした場合、随伴流を随伴流導入路の放出部から放出させて、各ノズル孔から引き出された溶融ガラスに効率よく吹き付けることができる。
本発明のガラス繊維の製造方法は、略扁平形状をなす二つのノズル孔が並列されたガラス流出部を有するブッシングを用い、各ノズル孔から溶融ガラスを引き出してガラス繊維を紡糸するガラス繊維の製造方法において、溶融ガラスを各ノズル孔から引き出す際に、溶融ガラスの引き出しに伴って流れる随伴流を各ノズル孔の間に導入させることを特徴とする。
本発明に係るガラス繊維の製造方法によれば、溶融ガラスを各ノズル孔から引き出すにあたって随伴流を各ノズル孔の間に導入させるため、随伴流の風力によって各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、溶融ガラス同士が合流しにくくなる。また、ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた等の理由により溶融ガラスが合流した場合であっても、紡糸作業を再開して各ノズル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流れ出し、この随伴流が随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれるため、溶融ガラスを容易に分離させることができる。さらに、各ノズル孔から引き出された溶融ガラスは、随伴流によって冷却される。このため、溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下する前に粘度が増加して固化するため、扁平率の高いガラス繊維を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して、本発明に係るブッシング及びガラス繊維の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態のブッシング１０を示す底面図であり、図２は、図１に示すブッシング１０を用いてガラス繊維を製造するためのガラス繊維製造システム１を示す概略構成図である。
まず、図２を参照して、ガラス繊維製造システム１全体について説明する。ガラス繊維製造システム１は、ブッシング１０が底面に装着されると共に溶融ガラスが滞留した溶融炉２を備えており、ブッシング１０のノズル孔から紡出された溶融ガラスは、冷却されることでフィラメントとなる。詳しくは後述するが、本実施形態のブッシング１０から紡出されたフィラメントは、断面が扁平形状となる。さらに、ブッシング１０の下方には集束剤塗布ローラ４が設けられており、この集束剤塗布ローラ４によってフィラメントに集束剤が塗布される。また、集束剤が塗布されたフィラメントは、集束ローラ６によって集束されてストランドとなり、ガラス長繊維を得ることができる。その後、ストランドは回転ドラム８によって巻き取られ、いわゆるケーキとなる。以上が、ガラス繊維製造システム１の構成である。
次に、図１、図３〜図５を参照して、本実施形態のブッシング１０の構成について詳説する。図１に示すように、ブッシング１０には、断面が扁平形状をなすノズル孔１２が長手方向を平行にして並列されたガラス流出部１８が設けられている。そして、このガラス流出部１８がノズル孔１２の並列方向（図１のＸ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に複数配列されて、一列のノズルブロック３０が形成されている。さらに、ブッシング１０においては、このノズルブロック３０がＸ方向に複数配列されている。
図３は、図１に示すブッシング１０の二点鎖線Ａで囲った領域の拡大図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ方向の断面図であり、図５は、図３に示すガラス流出部１８の拡大斜視図である。図３〜図５に示すように、各ノズル孔１２の間には、直方体形状に切り欠かれた切り欠き部１４が形成されており、さらに、ノズル孔１２の長手方向に沿って延びる溝状の随伴流導入路２０が形成されている。
随伴流導入路２０は、ガラス流出部１８の配列方向に延びると共に（図３参照）、各ノズル孔１２の間すなわち切り欠き部１４に向けて随伴流を放出させるための放出部２２を有している。ここで、随伴流とは、ノズル孔１２から溶融ガラスを引き出すのに伴って流れる風を意味する。また、図５に示すように、随伴流導入路２０は、ノズルブロック３０の端部まで延在しており、その断面形状は角部を有する窪み形とされている。
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態のブッシング１０の作用を説明する。まず、図６を参照して、ガラス繊維の紡糸中の作用を説明する。回転ドラム８を作動させて溶融炉２（図２参照）内の溶融ガラスをノズル孔１２から引き出している最中は、随伴流導入路２０を随伴流が流れる。詳しくは、随伴流は、破線Ｂで示した領域において例えば図中奥側から手前側に向かって流れ、随伴流導入路２０の放出部２２から各ノズル孔１２の間の切り欠き部１４に効率よく流れ込む。このため、随伴流の風力によって各ノズル孔１２から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、紡糸中に溶融ガラス同士が合流しにくくなる。
また、各ノズル孔１２から引き出された溶融ガラスは、ノズル孔１２が扁平形状をなしていることから、引き出し直後はノズル孔１２の形状に倣って扁平形状をなしている。ところが、従来は引き出された溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下し、ガラス繊維の断面が円形に近づく傾向にあった。これに対し、本実施形態では、各ノズル孔１２に導入された随伴流によってノズル孔から引き出された溶融ガラスが冷却されるため、溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下する前に粘度が増加して固化する。これにより、扁平率の高いガラス繊維を得ることができる。
次に、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた後のブッシング１０の作用を説明する。回転ドラムを停止してガラス繊維の紡糸作業を一旦中止すると、随伴流が流れなくなるため、図７Ａに示すように隣り合うノズル孔１２から引き出された溶融ガラスが合流する。なお、溶融ガラスの合流は、切り欠き部１４が冷却されていることから、隣り合う溶融ガラスの内側部分の温度が低下し、当該部分の粘性が向上することによって生じる。そして、図７Ｂに示すように、紡糸作業を再開してノズル孔１２から溶融ガラスを引き出し始めると、領域Ｂにおいて、随伴流が随伴流導入路２０を通って各ノズル孔１２の間の切り欠き部１４に流れ込み始める。すると、図７Ｃに示すように、合流した溶融ガラスが随伴流の風力によって徐々に分離し始め、最終的には、図７Ｄに示すように、隣接するノズル孔１２から引き出される溶融ガラスは完全に分離する。このように、本実施形態のブッシング１０によれば、単に溶融ガラスをノズル孔１２から引き出すだけで、容易に合流した溶融ガラスを分離させることができる。
次に、図８を参照して、本実施形態のブッシングの変形例を説明する。同図に示すように、本変形例のブッシングでは、ノズル孔１２の長手方向に延在する随伴流導入路２０の他に、隣接するノズル孔１２の並列方向に延びた随伴流導入路４０が形成されている。このような構成にすると、溶融ガラスをノズル孔１２から引き出すに際して、ノズルブロック３０の側方から随伴流が随伴流導入路４０を通って随伴流導入路２０に流入する。これにより、各ノズル孔１２間に、より多くの随伴流を導入することができ、上述の溶融ガラスの合流を防止する効果、合流した溶融ガラスを分離させる効果、及び扁平ガラス繊維の扁平率が低下するのを防止する効果をさらに向上させることができる。
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、本実施形態のブッシングの他の変形例を説明する。図９Ａ及び図９Ｂに示すブッシングが上記実施形態と異なるのは、ノズル孔１２の形状である。図９Ａに示す変形例のノズル孔１２は長方形にされており、図９Ｂに示す変形例のノズル孔１２は長方形の両端に円を組み合わせたダンベル形状をなしている。ノズル孔１２をこのような扁平形状としても、断面扁平のガラス繊維を得ることができる。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、随伴流導入路の断面形状は必ずしも二つの角部を有するものにする必要はなく、半円形、三角形等に種々変更することができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明に係るブッシング及びガラス繊維の製造方法によれば、溶融ガラスがノズル孔から引き出されるのに伴って流れる随伴流が、随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれる。このため、随伴流の風力によって各ノズル孔から引き出された溶融ガラスが接近することが防止され、紡糸中に溶融ガラス同士が合流しにくくなる。また、ガラス繊維の紡糸作業を一旦停止させた等の理由により溶融ガラスが合流した場合であっても、紡糸作業を再開して各ノズル孔から溶融ガラスを引き出すと随伴流が流れ出し、この随伴流が随伴流導入路を通って各ノズル孔の間に導かれるため、合流した溶融ガラスを容易に分離させることができる。さらに、各ノズル孔から引き出された溶融ガラスは、随伴流によって冷却される。このため、溶融ガラスは表面張力によって扁平率が低下する前に粘度が増加して固化するため、扁平率の高いガラス繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のブッシングを示す底面図である。
図２は、図１に示すブッシングを用いたガラス繊維製造システムを示す概略構成図である。
図３は、図１に示すブッシングの二点鎖線Ａで囲った領域の拡大図である。
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ方向の断面図である。
図５は、本発明のブッシングの特徴部分（ガラス流出部）を示す斜視図である。
図６は、ノズル孔から溶融ガラスを引き出している最中のブッシングの作用を説明するために用いた図である。
図７Ａ〜図７Ｄは、合流した溶融ガラスが分離する過程を示す図である。
図８は、本発明に係るブッシングの変形例を示す図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明に係るブッシングの他の変形例を示す図である。
【図１】
0004826050.tif 000002
【図２】
0004826050.tif 000003
【図３】
0004826050.tif 000004
【図４】
0004826050.tif 000005
【図５】
0004826050.tif 000006
【図６】
0004826050.tif 000007
【図７Ａ】
0004826050.tif 000008
【図７Ｂ】
0004826050.tif 000009
【図７Ｃ】
0004826050.tif 000010
【図７Ｄ】
0004826050.tif 000011
【図８】
0004826050.tif 000012
【図９Ａ】
0004826050.tif 000013
【図９Ｂ】
0004826050.tif 000014