玻璃纤维的制造装置及玻璃纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维的制造装置及玻璃纤维的制造方法。

背景技术

如专利文献1记载，玻璃纤维的制造可使用具备进料器及衬套的制造装置，其中进料器使熔融玻璃流通，衬套配置于进料器的下方，并具有供熔融玻璃流出的多个喷嘴。像这种玻璃纤维的制造装置中，能够藉由使熔融玻璃从衬套的各喷嘴流出，从而成形多条玻璃丝。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-091954号公报

发明内容

发明所欲解决的课题

上述以往的玻璃纤维的制造装置的进料器具有底壁及设置于底壁的两侧的一对侧壁。进料器的底壁具备流出部，该流出部使熔融玻璃往下方流出。流出部具有耐火壁及被耐火壁包围的流路。像这样的流出部的耐火壁接触到熔融玻璃而升温时，有时会因为热膨胀而破裂。因此，流出部的耐火壁破裂所产生的比较小的碎片会流入衬套，有可能导致玻璃丝的成形不稳定。

本发明的目的在于提供一种玻璃纤维的制造装置及玻璃纤维的制造方法，其可稳定地成形玻璃丝。

用于解决课题的手段

解决上述课题的玻璃纤维的制造装置，其具备进料器及衬套；上述进料器使熔融玻璃流通；上述衬套配置于上述进料器的下方，并具有供上述熔融玻璃流出的多个喷嘴；上述进料器具有底壁及设置于上述底壁的两侧的一对侧壁；上述进料器的上述底壁具备流出部，该流出部使上述熔融玻璃往下方流出；上述流出部具有耐火壁及被上述耐火壁包围的流路；上述耐火壁具有分割部，该分割部于俯视下将上述耐火壁分割成多个耐火构件。根据该构成，当流出部的耐火壁热膨胀时，能够藉由构成流出部的多个耐火构件的相对移动，从而释放流出部的耐火壁的热应力。如此一来，可抑制流出部的耐火壁发生破裂。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述耐火壁的周缘部是由俯视下包含直线部的多个框部构成。根据该构成，例如能够以简单形状的框部来构成耐火壁。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述多个框部的至少一个具有一对上述分割部，该分割部是以俯视下越往内侧越接近的方式相邻。根据该构成，当流出部的耐火壁热膨胀时，能够抑制一对分割部之间的耐火构件往流出部的内侧相对移动。如此一来，例如可避免由于一对分割部之间的耐火构件的相对移动所导致的流出部的流路变窄的问题。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述多个框部的至少一个具有一对上述分割部，该分割部是以侧视下越往下侧越接近的方式相邻。根据该构成，当流出部的耐火壁热膨胀时，能够抑制一对分割部之间的耐火构件往流出部的下方相对移动。如此一来，能够容易地抑制一对分割部之间的耐火构件的脱落。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述一对分割部的形状为各自呈直线状延伸的形状，上述一对分割部形成的角度为5°以上且90°以下的范围内。当耐火壁在俯视下一对分割部形成的角度为5°以上时，能够进而抑制耐火构件往流出部的内侧相对移动。当耐火壁在侧视下一对分割部形成的角度为5°以上时，能够进而抑制耐火构件往下方相对移动。当耐火壁在俯视及侧视下一对分割部形成的角度为90°以下时，例如可让用以形成耐火壁的耐火物的加工变得容易。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述多个框部各自具有1个以上的上述分割部。根据该构成，能够均衡地释放多个框部所产生的热应力。如此一来，可进而抑制流出部的耐火壁发生破裂。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述耐火壁的上述耐火构件包含一对第1耐火构件及配置于上述一对第1耐火构件之间的第2耐火构件。根据该构成，能够容易地释放耐火壁所产生的热应力。如此一来，可进而抑制流出部的耐火壁发生破裂。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：上述第2耐火构件的上表面比一对上述第1耐火构件的上表面往上方突出。以此方式，例如能够藉由第2耐火构件相对于一对第1耐火构件往上方相对移动，从而释放耐火壁的热应力。

上述玻璃纤维的制造装置亦可为：进而具备下游侧流路部，其将上述熔融玻璃从上述进料器供应至上述衬套；上述下游侧流路部具有下游侧耐火壁及被上述下游侧耐火壁包围的下游侧流路；上述下游侧耐火壁具有下游侧分割部，该下游侧分割部于俯视下将上述下游侧耐火壁分割成多个下游侧耐火构件。根据该构成，当下游侧流路部的下游侧耐火壁热膨胀时，能够藉由构成下游侧流路部的多个下游侧耐火构件的相对移动，从而释放下游侧流路部的下游侧耐火壁的热应力。如此一来，可抑制下游侧耐火壁发生破裂。

解决上述课题的玻璃纤维的制造方法，其具备使用玻璃纤维的制造装置来成形多条玻璃丝的成形步骤；上述玻璃纤维的制造装置具备进料器及衬套；上述进料器使熔融玻璃流通；上述衬套配置于上述进料器的下方，并具有供上述熔融玻璃流出的多个喷嘴；上述进料器具有底壁及设置于上述底壁的两侧的一对侧壁；上述进料器的上述底壁具备流出部，该流出部使上述熔融玻璃往下方流出；上述流出部具有耐火壁及被上述耐火壁包围的流路；上述耐火壁具有分割部，该分割部于俯视下将上述耐火壁分割成多个耐火构件。

发明效果

根据本发明可稳定地成形玻璃丝。

附图说明

图1是表示实施方式中的玻璃纤维的制造装置的分解立体图。

图2是表示玻璃纤维的制造装置的剖面图。

图3是表示玻璃纤维的制造装置的剖面图。

图4是表示进料器的流出部的俯视图。

图5是表示进料器的流出部的侧面图。

图6是表示下游侧流路部的俯视图。

图7是表示变更例的进料器的流出部的俯视图。

图8是表示变更例的玻璃纤维的制造装置的分解立体图。

具体实施方式

以下针对玻璃纤维的制造装置及玻璃纤维的制造方法的一实施方式参照图示进行说明。其中，图示中为了方便说明有时会将构成的一部分夸大或简化表示。此外，关于各部分的尺寸比率亦有时会与实际的情况不同。

如图1～图3所示，玻璃纤维的制造装置11具备使熔融玻璃MG流通的进料器12及配置于进料器12的下方的衬套13。本实施方式的玻璃纤维的制造装置11进而具备下游侧流路部14，下游侧流路部14将熔融玻璃MG从进料器12供应至衬套13。

＜进料器12＞

玻璃纤维的制造装置11的进料器12供应由图示省略的玻璃熔炉所制得的熔融玻璃MG。

进料器12具有底壁W1及设置于底壁W1的两侧的一对侧壁W2。进料器12亦可具有上壁W3，上壁W3配置成将上部的开口封闭。进料器12会沿着图示中Y轴方向使熔融玻璃MG流通。

进料器12由耐火壁构成。构成耐火壁的耐火物可列举例如电铸砖、致密烧结砖等。电铸砖可列举例如氧化锆系电铸砖、氧化铝系电铸砖、氧化铝·氧化锆系电铸砖、氧化铝·氧化锆·氧化硅系电铸砖等。致密烧结砖可举出致密锆砖、致密铬砖等

进料器12的底壁W1具备流出部15，流出部15使熔融玻璃MG往下方流出。流出部15具有耐火壁16及被耐火壁16包围的流路17。

如图4所示，流出部15的耐火壁16由多个框部F1构成。各框部F1的周缘部在俯视下包含直线部。本实施方式中的流出部15的耐火壁16为四角形状，具有4个框部F1。

流出部15的耐火壁16具有分割部16a，分割部16a于俯视下将耐火壁16分割成多个耐火构件B。本实施方式中的流出部15的耐火壁16，其中4个框部F1各自具有1个以上的分割部16a。详细而言，沿着X轴方向延伸的一对框部F1各自具有1个分割部16a。沿着Y轴方向延伸的一对框部F1各自具有3个分割部16a。

流出部15中的耐火壁16的耐火构件B包含一对第1耐火构件B1及配置于一对第1耐火构件B1之间的2个第2耐火构件B2。如图4及图5所示，沿着Y轴方向延伸的一对框部F1各自具有2个第2耐火构件B2。

如图4所示，2个第2耐火构件B2配置于一对分割部16a之间，各自以俯视下越往内侧越接近的方式相邻。俯视下一对分割部16a的形状较佳为各自呈直线状延伸的形状。俯视下，呈直线状延伸的形状的分割部16a形成的角度θ1较佳为5°以上且90°以下的范围内。其中，俯视下一对分割部16a的形状亦可为呈曲线状或阶梯状延伸的形状。其中，相邻的2个第2耐火构件B2之间的分割部16a是与X轴平行地延伸。

如图5所示，2个第2耐火构件B2配置于一对分割部16a之间，各自以侧视下越往下侧越接近的方式相邻。侧视下一对分割部16a的形状较佳为各自呈直线状延伸的形状。侧视下，呈直线状延伸的形状的一对分割部16a形成的角度θ2较佳为5°以上且90°以下的范围内。其中，侧视下一对分割部16a的形状亦可为呈曲线状或阶梯状延伸的形状。其中，相邻的2个第2耐火构件B2之间的分割部16a是与Z轴平行地延伸。

进料器12的流出部15的第1耐火构件B1是受到玻璃纤维的制造装置11的设置处的结构体ST支承。第2耐火构件B2是受到一对第1耐火构件B1支承。流出部15的流路17是沿着图示中Z轴方向使熔融玻璃MG流下。

进料器12所供应的熔融玻璃MG可列举例如E玻璃(碱含量2％以下的玻璃)、D玻璃(低电容率玻璃)、AR玻璃(耐碱性玻璃)、C玻璃(耐酸性的玻璃)、M玻璃(高弹性率的玻璃)、S玻璃(高强度、高弹性率的玻璃)、T玻璃(高强度、高弹性率的玻璃)、H玻璃(高电容率的玻璃)、NE玻璃(低电容率的玻璃)。玻璃的密度例如为2.0～3.0g/cm

＜衬套13＞

如图1～图3所示，玻璃纤维的制造装置11的衬套13具有供熔融玻璃MG流出的多个喷嘴N。藉由衬套13的各喷嘴N可成形玻璃丝GF。

衬套13具备供应熔融玻璃MG的衬套主体13a及设置于衬套主体13a的底部的底板13b。衬套主体13a的上部具有供应口，该供应口将熔融玻璃MG从进料器12进行供应。如图3所示，衬套13是在玻璃纤维的制造装置11的设置处的结构体ST上受到支承构件S支承。其中，图1中省略支承构件S。

衬套主体13a亦可具有抑制杂质堆积在底板13b上的筛网、通电用的端子等。

如图1～图3所示，底板13b设有多个喷嘴N。衬套13中的喷嘴孔的数量较佳为100个以上且10000个以下的范围内。衬套13的各喷嘴N中的喷嘴孔的形状可列举例如圆形状、具有长径与短径的扁平形状等。

衬套主体13a、底板13b、及喷嘴N的材料可列举例如贵金属或贵金属合金。贵金属为金、银、铂、钯、铑、铱、钌或锇。从提升耐久性的观点而言，衬套主体13a、底板13b、及喷嘴N的材料较佳为铂或铂合金。铂合金可列举例如铂铑合金。

＜下游侧流路部14＞

如图1～图3所示，玻璃纤维的制造装置11的下游侧流路部14具有下游侧耐火壁18及被下游侧耐火壁18包围的下游侧流路19。

下游侧耐火壁18具有下游侧分割部18a，下游侧分割部18a于俯视下将下游侧耐火壁18分割成多个下游侧耐火构件C。下游侧耐火壁18可由耐火物构成。构成下游侧耐火壁18的耐火物可举出上述进料器12的说明中所例示的耐火物。

如图6所示，下游侧流路部14的下游侧耐火壁18由多个框部F2构成。各框部F2的周缘部在俯视下包含直线部。本实施方式中的下游侧流路部14的下游侧耐火壁18为四角形状，具有4个框部F2。沿着Y轴方向延伸的一对框部F2各自具有1个下游侧分割部18a。

下游侧流路部14的下游侧流路19与流出部15的流路17连通。下游侧流路部14的下游侧流路19会沿着图示中Z轴方向使熔融玻璃MG流下，从而将熔融玻璃MG供应至衬套13中。其中，流出部15的流路17在俯视下的尺寸较佳为与下游侧流路部14的下游侧流路19在俯视下的尺寸相同。

＜上述以外的构成＞

玻璃纤维的制造装置11具备图标省略的涂布器及集束器。涂布器会对从衬套13拉出的多条玻璃丝GF涂布液体状的集束剂。集束器会将涂布有集束剂的多条玻璃丝GF加以集束。藉由多条玻璃丝GF被集束器集束从而获得玻璃股线。藉由卷取装置卷取玻璃股线，从而获得卷绕有玻璃股线的丝饼。

＜玻璃纤维的制造方法＞

接着同时说明玻璃纤维的制造方法及玻璃纤维的制造装置11的主要作用。

玻璃纤维的制造方法具备成形步骤，使用玻璃纤维的制造装置11来成形玻璃丝GF。成形步骤中，熔融玻璃MG是从进料器12供应至衬套13。从进料器12通往衬套13的熔融玻璃MG的流路及衬套13的衬套主体13a的内部供熔融玻璃MG填充。成形步骤中，藉由衬套13所供应的熔融玻璃MG从衬套13的喷嘴N流出从而成形出玻璃丝GF。

玻璃纤维的制造装置11中的进料器12的底壁W1具备流出部15，流出部15使熔融玻璃MG往下方流出。流出部15具有耐火壁16及被耐火壁16包围的流路17；耐火壁16具有分割部16a，该分割部16a于俯视下将耐火壁16分割成多个耐火构件B。根据该构成，当流出部15的耐火壁16热膨胀时，能够藉由构成流出部15的多个耐火构件B的相对移动，从而释放流出部15的耐火壁16的热应力。如此一来，可抑制流出部15的耐火壁16发生破裂。

例如图4所示，本实施方式中的进料器12的流出部15中，框部F1中的至少一个具有一对分割部16a，一对分割部16a是以俯视下越往内侧越接近的方式相邻。此时，当流出部15的耐火壁16热膨胀时，能够抑制一对分割部16a之间的第2耐火构件B2往流出部15的内侧相对移动。如此一来，例如可避免由于一对分割部16a之间的第2耐火构件B2所导致的流出部15的流路17变窄的问题。本实施方式的流出部15中，位于一对第1耐火构件B1之间的第2耐火构件B2的侧面亦可比一对第1耐火构件B1的侧面往侧方突出。

例如图5所示，本实施方式中的进料器12的流出部15中，框部F1中的至少一个具有一对分割部16a，一对分割部16a是以侧视下越往下侧越接近的方式相邻。此时，当流出部15的耐火壁16热膨胀时，能够抑制一对分割部16a之间的第2耐火构件B2往流出部15的下方相对移动。如此一来，能够简单地抑制一对分割部16a之间的第2耐火构件B2的脱落。本实施方式的流出部15中，位于一对第1耐火构件B1之间的第2耐火构件B2的上表面亦可比一对第1耐火构件B1的上表面往上方突出。

藉由将上述成形步骤所获得的玻璃丝GF进行集束从而可获得玻璃股线。玻璃股线能够利用作为例如被裁切成特定长度的切股毡(chopped strand)。此外，玻璃股线能够利用作为研磨纤维、粗纱、纱线、垫子、布、胶带或组布等。玻璃股线的用途可列举例如车辆用途、电子材料用途、建材用途、土木用途、航空器关连用途、造船用途、物流用途、产业机械用途、及日用品用途。

＜作用及效果＞

接着针对实施方式的作用及效果进行说明。

(1)玻璃纤维的制造装置11具备进料器12及衬套13，其中进料器12使熔融玻璃MG流通；衬套13配置于进料器12的下方，并具有供熔融玻璃MG流出的多个喷嘴N。玻璃纤维的制造装置11的进料器12具有底壁W1及设置于底壁W1的两侧的一对侧壁W2。进料器12的底壁W1具备流出部15，流出部15使熔融玻璃MG往下方流出。进料器12的流出部15具有耐火壁16及被耐火壁16包围的流路17。流出部15的耐火壁16具有分割部16a，分割部16a于俯视下将耐火壁16分割成多个耐火构件B。

根据该构成，当流出部15的耐火壁16热膨胀时，能够藉由构成流出部15的多个耐火构件B的相对移动，从而释放流出部15的耐火壁16的热应力。如此一来，可抑制流出部15的耐火壁16发生破裂。因此，可稳定地成形玻璃丝GF。

(2)玻璃纤维的制造装置11中的流出部15的耐火壁16，其周缘部由俯视下包含直线部的多个框部F1构成。此时，例如能够以简单形状的框部F1来构成耐火壁16。

(3)玻璃纤维的制造装置11中的流出部15的耐火壁16的框部F1中的两个具有一对分割部16a，一对分割部16a是以俯视下越往内侧越接近的方式相邻。此时，如上所述例如可避免由于一对分割部16a之间的第2耐火构件B2所导致的流出部15的流路17变窄的问题。

(4)玻璃纤维的制造装置11中的流出部15的耐火壁16的框部F1中的两个具有一对分割部16a，一对分割部16a是以侧视下越往下侧越接近的方式相邻。此时，如上所述能够简单地抑制一对分割部16a之间的第2耐火构件B2的脱落。因此，由于例如可省略对一对分割部16a之间的第2耐火构件B2进行支承的支承部，故可进而简化进料器12的构造。

(5)玻璃纤维的制造装置11较佳为：上述一对分割部16a的形状为各自呈直线状延伸的形状，上述一对分割部16a形成的角度θ1、θ2为5°以上且90°以下的范围内。当耐火壁16在俯视下一对分割部16a形成的角度θ1为5°以上时，能够进而抑制第2耐火构件B2往流出部15的内侧相对移动。当耐火壁16在侧视下一对分割部16a形成的角度θ2为5°以上时，能够进而抑制第2耐火构件B2往下方相对移动。当耐火壁16在俯视及侧视下一对分割部16a形成的角度θ1、θ2为90°以下时，可让用以形成耐火壁16的耐火物的加工变得容易。

(6)玻璃纤维的制造装置11中的流出部15的耐火壁16中，4个框部F1各自具有1个以上的分割部16a。此时，能够均衡地释放4个框部F1所产生的热应力。如此一来，能够进而抑制流出部15的耐火壁16发生破裂。因此，能够更稳定地成形玻璃丝GF。

(7)玻璃纤维的制造装置11中的耐火壁16的耐火构件B包含一对第1耐火构件B1及配置于一对第1耐火构件B1之间的第2耐火构件B2。此时，能够容易地释放耐火壁16所产生的热应力。如此一来，能够进而抑制流出部15的耐火壁16发生破裂。因此，能够更稳定地成形玻璃丝GF。

(8)玻璃纤维的制造装置11的第2耐火构件B2的上表面比一对第1耐火构件B1的上表面往上方突出。以此方式，例如能够藉由第2耐火构件B2相对于一对第1耐火构件B1往上方相对移动，从而释放耐火壁16的热应力。

(9)玻璃纤维的制造装置11进而具备下游侧流路部14，下游侧流路部14将熔融玻璃MG从进料器12供应至衬套13。下游侧流路部14具有下游侧耐火壁18及被下游侧耐火壁18包围的下游侧流路19。下游侧耐火壁18具有下游侧分割部18a，下游侧分割部18a于俯视下将下游侧耐火壁18分割成多个下游侧耐火构件C。此时，当下游侧流路部14的下游侧耐火壁18热膨胀时，能够藉由构成下游侧流路部14的多个下游侧耐火构件C的相对移动，从而释放下游侧流路部14的下游侧耐火壁18的热应力。如此一来，能够抑制下游侧耐火壁18发生破裂。因此，能够更稳定地成形玻璃丝GF。

(变更例)

上述实施方式亦可以如下方式变更实施。上述实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合实施。

·玻璃纤维的制造装置11的流出部15中，第2耐火构件B2的厚度尺寸可与一对第1耐火构件B1的厚度尺寸相同，亦可不同。例如，亦可将第2耐火构件B2的厚度尺寸设为小于一对第1耐火构件B1的厚度尺寸。此时，一对第1耐火构件B1的上表面可以比第2耐火构件B2的上表面往上方突出，亦可与第2耐火构件B2的上表面配置于同一平面上。

·玻璃纤维的制造装置11中，构成流出部15的耐火壁16的耐火构件B的数量可为9以上，亦可为7以下的复数。例如图7所示，流出部15的耐火壁16亦可由2个耐火构件B构成。

·亦可变更为例如图7所示，流出部15的耐火壁16的框部F1当中，在1个框部F1上具有分割部16a。

·流出部15的耐火壁16中的框部F1具有一对分割部16a，一对分割部16a是以俯视下越往内侧越接近的方式相邻，並且侧视下越往下侧越接近的方式相邻。以此方式相邻的一对分割部16a的延伸方向亦可适当变更。例如，流出部15的耐火壁16中的框部F1亦可具有俯视或侧视下平行延伸的一对分割部。

·流出部15的耐火壁16亦可不是由上述多个框部F1构成，例如亦可由圆筒部构成。

·流出部15的耐火壁16中，框部F1的数量例如可为3，亦可为5以上。即使是像这样的耐火壁16，依然较佳为多个框部F1各自具有1个以上的分割部16a。如此一来，能够获得上述(6)栏所述的作用及效果。

·玻璃纤维的制造装置11的下游侧耐火壁18亦可如同上述流出部15的耐火壁16进行变更。例如，下游侧耐火壁18虽然被分割成2个下游侧耐火构件C，但亦可分割成3个以上的下游侧耐火构件C。此时，如同流出部15的耐火壁16，多个框部F2亦可各自具有1个以上的下游侧分割部18a。

·玻璃纤维的制造装置11亦可具有将多个下游侧流路部14堆叠配置的构造。

·亦可省略玻璃纤维的制造装置11的下游侧流路部14。例如亦可将衬套13与玻璃纤维的制造装置11的进料器12的流出部15连接。此外，玻璃纤维的制造装置11的进料器12的流出部15与衬套13之间亦可通过下游侧流路部14以外的流路构件进行连接。

·上述实施方式的玻璃纤维的制造装置11中，俯视下进料器12的流出部15是配置为：流出部15的长边方向沿着进料器12中熔融玻璃MG的流通方向(图示中Y轴方向)，但不局限于此。例如图8所示，亦可将俯视下进料器12的流出部15配置为：流出部15的长边方向沿着进料器12中熔融玻璃MG的流通方向所垂直的方向(图示中X轴方向)。配合像这样的流出部15的配置，能够对配置衬套13及下游侧流路部14的方向进行变更。

附图标记说明

11 玻璃纤维的制造装置

12 进料器

13 衬套

14 下游侧流路部

15 流出部

16 耐火壁

16a分割部

17 流路

18 下游侧耐火壁

18a下游侧分割部

19 下游侧流路

B耐火构件

B1 第1耐火构件

B2 第2耐火构件

C下游侧耐火构件

F1、F2框部

GF 玻璃丝

MG 熔融玻璃

N喷嘴

W1 底壁

W2 侧壁

θ1、θ2角度