首页> 中国专利> 连续玻璃纤维制造用漏板及其制造方法、以及连续玻璃纤维制造装置及使用其的连续玻璃纤维的制造方法

连续玻璃纤维制造用漏板及其制造方法、以及连续玻璃纤维制造装置及使用其的连续玻璃纤维的制造方法

摘要

本发明提供一种连续玻璃纤维制造用漏板,其能够使来自漏板的蒸发物减少,从而形成牢固且高精度的玻璃纤维。在连续玻璃纤维制造用的漏板1中,利用附设于漏板板4的喷嘴6以使熔融玻璃G流出而形成玻璃原丝F,在除了喷嘴6的外周面和端面之外的漏板板4的外表面上形成有使用了陶瓷、玻璃陶瓷以及玻璃材料组中的任一种材料的覆膜7。在连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法中,使用漏板1,一边监视漏板板4的外表面和纺丝状况一边制造复合材料用玻璃纤维。漏板1的制造方法具有:组装漏板主体2的漏板主体形成工序;至少在组装了的漏板主体2的漏板板4的外表面上形成覆膜的涂覆工序;将形成的覆膜加热而形成致密构造的烧成工序。

著录项

  • 公开/公告号CN101506113A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-08-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日本电气硝子株式会社;

    申请/专利号CN200780031302.3

  • 申请日2007-08-16

  • 分类号C03B37/095;D01D4/02;

  • 代理机构中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人李贵亮

  • 地址 日本国滋贺县

  • 入库时间 2023-12-17 22:27:31

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2012-09-19

    授权

    授权

  • 2009-10-07

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2009-08-12

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及在形成连续玻璃纤维时使用的漏板及该漏板的制造方法、以该漏板为主要的构成部件的连续玻璃纤维制造装置和采用了该装置的连续玻璃纤维的制造方法,特别是涉及对连续玻璃纤维制造用漏板的外表面性质的改良。

背景技术

一般说来,玻璃纤维大致可以明确地划分为短玻璃纤维和连续玻璃纤维,为了针对上述两者中可靠地除了短玻璃纤维之外的连续玻璃纤维进行成形或者纺丝时,可以使用被称之为“漏板”的具有耐热性的带成形用喷嘴的容器。这种漏板是为了将熔融玻璃成形为纤维状而使用的,其中,在漏板周壁部的底部固定漏板板(bushing plate)以形成漏板主体(容器主体),并以该漏板主体的内部为熔融玻璃供给空间,并且在漏板板的底面侧附设了使来自熔融玻璃供给空间的熔融玻璃流出的多根喷嘴。然后,通过从该多根喷嘴连续流出熔融玻璃而分别形成多根玻璃原丝(连续玻璃纤维),当在该玻璃原丝的表面涂覆集束剂(集束剤)等的涂覆剂之后,通过用绕线机卷绕单纱来制造由连续玻璃纤维形成的纤维制品。

为了通过上述工序连续而圆滑地制造各种高质量的连续玻璃纤维,需要与想要制造的连续玻璃纤维所要求的性能、形状或者尺寸等相匹配的漏板。因此,在直至今日为止的期间,针对漏板和配设于其上的喷嘴做出了许多发明。例如,专利文献1、专利文献2中公开了一种用于制造具有扁平比在2以上或4以上的变形截面形状的连续玻璃纤维的纺丝用喷嘴头。另外,漏板板如果长时间保持在高温状态下,则会发生软化和劣化,因自重或熔融玻璃的重量而下垂变形,但是,专利文献3中公开了一种用于防止该变形的支承装置。并且,专利文献4中公开了一种在喷嘴的外表面实施环状的凹凸而使散热性能稳定的发明。另外,专利文献5、专利文献6中公开了一种通过在喷嘴外表面形成深度0.5~50μm的槽或凹凸,从而防止因熔融玻璃向喷嘴外表面的渗出所引起的连续玻璃纤维的切断。另外,专利文献7中公开了一种为了防止贵金属的挥发,而在漏板的头板处逐渐改变陶瓷和贵金属的组成比例的至少1层的成分构成的玻璃纤维制造用漏板。

专利文献1:日本特开2000-335932号公报

专利文献2:日本特开2000-344541号公报

专利文献3:日本特开平02-097433号公报

专利文献4:日本特开平02-153837号公报

专利文献5:日本特开平04-083730号公报

专利文献6:日本特开平04-083731号公报

专利文献7:日本特开平06-298543号公报

但是,仅仅列举上述的发明还不能充分说明问题,但实际情况是连续玻璃纤维被广泛应用于各种用途中。近年以来,随着比以往更高精度管理连续玻璃纤维的纤维直径,为了使连续玻璃纤维可以用作复合材料而形成的情况下,进一步要求该复合材料的强度较高且可以实现稳定的性能,在许多用途中需要具有比以往高精度的尺寸的连续玻璃纤维。因此,为了制造具有这样高精度尺寸的连续玻璃纤维,开展了更加与其相适应的漏板的研究。这里,存在的问题是影响玻璃纤维直径的各种原因,但是,连续玻璃纤维的直径并不是简单仅仅由喷嘴开口部的孔径的尺寸精度来决定的,其还受到高温下的漏板的经时变形或构成漏板的材料的蒸发以及抽出玻璃纤维时的温度和速度或者气氛等各种要素的影响。因此,需要非常耐心地逐个调查改善这些要素。本发明人为了改善这样的各种问题而通过研究发现,如专利文献7那样为了将连续玻璃纤维的纤维直径调整成为高精度,在多数情况下是始终针对喷嘴的构造、尺寸等的改善,而彻底改善的对策是否还存在其他途径,即不如立足于喷嘴之外的漏板板部位,这里,公开了一种新的技术思想。

发明内容

本发明的目的在于,提供一种使高温下的漏板形成的蒸发物减少,并且通过牢固地形成漏板,可以经过长时间以高温状态而成形或纺丝具有高精度的纤维直径的连续玻璃纤维,从而可以制造优良质量的复合材料用连续玻璃纤维。

为解决上述问题而首创的本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板,其是如下所述的连续玻璃纤维成形用漏板,内部具有熔融玻璃供给空间的漏板主体,具备漏板周壁部和配设于该漏板周壁部的底部的漏板板,并且在上述漏板板的底面侧附设有用于为成形连续玻璃纤维使来自上述熔融玻璃供给空间的熔融玻璃流出的多根喷嘴,其特征在于,在除了上述喷嘴的外周面和端面之外的上述漏板板的外表面形成有覆膜,该覆膜使用了陶瓷、玻璃陶瓷及玻璃材料组中的任一种以上的材料。

根据这样的结构,构成连续玻璃纤维制造用漏板的漏板主体的漏板板的外表面,利用包含陶瓷、玻璃陶瓷(也叫做结晶化玻璃)或者玻璃中的任意一种材料的构造件,通过涂布成覆膜状的外观的方法等来涂覆,相反,附设于漏板板的底面侧的喷嘴的外周面和端面未形成有这样的覆膜。

为了说明采用了这样构造的原委,本发明人调查了来自连续玻璃纤维制造用漏板的外表面的漏板材料的蒸发,结果发现其未必一定是来自喷嘴的蒸发,反而与来自其周围的漏板板的蒸发有较大的关系。另外,喷嘴自身通过目前为止的许多改善方法而可以得到相应的对策,但是对此外的部位显而易见没有对策。于是,本发明立足于以下方面,不是针对喷嘴而是针对漏板板的外表面,通过使用被选择的耐热性材料来涂覆其表面的特定部位,防止来自漏板板的外表面的漏板板材料的高温环境下的经时性的蒸发现象,即使是在高温状态下长时间暴晒的连续玻璃纤维制造用漏板中,也可以长时间地维持稳定的状态和性能。

对于漏板板的外表面的形成使用了上述材料组中任意一种以上材料的覆膜的面积,但未必一定覆盖其全面,优选地覆盖除去喷嘴的外周面和端面之外,向漏板板的外部的露出面的面积中的至少五分之一以上的主要部位区域。另外,被覆盖的部分未必是连续的面,并且未必集中于一个部位,如果仅覆盖适当的部位,优选覆盖多个部位,则可以高效率地覆盖特别容易蒸发的部位。这里,上述“至少五分之一以上的主要部位区域”是指,满足特别容易形成高温状态的外表面或者因拉力作用等而使其在构造上强度较弱的外表面、或者判断为蒸发最剧烈的外表面中的任意一个条件的外表面。这样的外表面既可以通过虚拟模型求出,也可以利用温度测量等实测来获得。

这里,对于漏板板的材质、喷嘴的材质以及喷嘴相对于漏板板的附设构造,只要是具有连续且稳定地抽出处于高温状态的熔融玻璃的构造,则对其没有特别的限定。另外,对于对由陶瓷、玻璃陶瓷或者玻璃中的一种以上材料形成的覆膜材料施工的方法也没有特别的限定。

另外,对于喷嘴、漏板板的外观形状和尺寸也没有特别的限定。例如,对于喷嘴形状可以采用圆筒形状、多边筒形状、截锥体(frustum)形状的外形或者穹顶状的外形等形状,也可以在其外表面按规定间隔或随机设置规定的槽、凹凸、凹座或突起等,以便容易形成与使用了陶瓷、玻璃陶瓷或者玻璃中的一种以上材料的覆膜不同的覆膜。另外,也可以利用喷砂等物理手段或酸碱等各种药品处理等将其外表面的表面状态形成为具有细微起伏的表面状态。另外,对于漏板板也未必必须是平面状,例如也可以采用实施了凹凸或槽等的状态,也可以采用将漏板板整体弯曲了的状态。

对于漏板板的多根喷嘴的配设位置,即使是将各喷嘴相互配设在任意位置的构造也没关系。例如,作为多根喷嘴的各单位配置,既可以是配置成三个喷嘴位置形成三角形的位置,也可以是配置成四个喷嘴位置大致形成矩形形状的位置,以及上述两者的组合的位置,采用完全不同的其他配置的位置。

另外,上述构造是在除了喷嘴的外周面和端面之外的漏板板的外表面上如上上述涂覆了适当的材料的构造,但是,这并不是有意排除喷嘴的外周面和端面,例如,对于喷嘴的外周面和端面而言,如果是可以充分避免对被以熔融状态抽出的玻璃纤维的影响,而且,在这样的位置上形成覆膜可以进一步带来效果,则也不妨可以形成与上述覆膜不同材质的覆膜。然而,在形成这样的覆膜的情况下,最好在认为容易剥离时避免形成这样的覆膜。

另一方面,本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板,作为形成使用了陶瓷、玻璃陶瓷或者玻璃中的任一种以上材料的覆膜的部位,除了漏板板的外表面以外,也可以将作为漏板主体的构成要素的漏板周壁部的外表面作为对象。在该情况下,既可以在漏板周壁部的外表面的整个区域上形成上述覆膜,或者也可以在适当的局部区域,例如与漏板板相连的局部区域上形成上述覆膜。这里,例如也可以在冷却管或风扇等施工部、端子(terminal)、漏板板的加强部件等的表面形成覆膜,但是,在这样的部位形成的覆膜,既可以是与漏板板的外表面相同材质、厚度等的构造的覆膜,也可以是不同的构造的覆膜。

另外,对于覆膜的形成方法而言,如果形成覆膜的部位仅是被特别限定的部位,则对于不形成覆膜的部位,也可以在预先利用有机材料、其他的掩膜材料覆盖该外表面的状态下形成覆膜,之后,利用规定的方法除去掩膜而选择性地形成覆膜的状态。或者,也可以根据需要预先进行漏板板的规定的组装工序,在其中途仅在规定的部件上形成覆膜。

另一方面,对于本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板而言,如果漏板板由铂合金或者铂构成,则除了高耐热性之外,也可以在与熔融玻璃的高温下难于反应方面维持较高的性能,因此不仅漏板板的外表面而且也可以减少内表面的经时性变化,由于内表面的劣化较少,所以可以高效率地生产连续玻璃纤维。

这里,漏板板是由铂合金或者铂构成的是指,构成漏板板的材料除了铂即白金之外,也可以是适量含有铑、铱、钇、钌、钯、锇、钛、金、钼、钨、镁、钙、铪或锆等,对于这些共存组成的含量,如果可以实现耐热性等规定性能,则没有特别的限定。当然,为了实现所需效果也可以并用铂合金和铂以外的材料。另外,作为本发明涉及的漏板板的材料,采用铂合金的未必仅是固溶体状态的合金,也可以是微粒分散于铂中或添加陶瓷件而固结的金属陶瓷状的材料。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板,如果覆膜是多层构造的话,通过将膨胀系数或耐热性等各物性调整在规定的范围内,可以分别选择容易与外表面和漏板板(或者除此之外的漏板周壁部)的界面相对应的材料,从而可以构成漏板板要求的最佳构造。

这里,覆膜是多层构造是指覆膜通过多次成膜施工而构成为两层以上的层状态。

对于构成多层构造的覆膜的各层的厚度尺寸、组成等,根据需要可以选择形成优选的组成、构造(其中,限于使用了陶瓷、玻璃陶瓷或者玻璃中的一种以上材料)。另外,各层无需均匀,既可以是倾斜构造也可以是针眼构造。另外,也可以在构成层的组成中有意地添加任意的骨材。作为骨材,可以使用在耐热性、膨胀系数或者反应性等方面优选的骨材。例如,可以适量使用玻璃填料、陶瓷填料、玻璃陶瓷填料、贵金属填料等。另外,对于填料的形状可以选择任意形状。例如,可以使用大致纤维状、大致絮状、大致网格状、大致编带状、大致囊状、大致小球状、大致破碎物状、大致多孔体状、大致多面体状、大致圆柱状、大致多棱柱状、大致板状、大致颗粒状、大致圆锥状、大致多角推(多角推)状或者大致字母字形柱状等。

另外,当覆膜为多层构造时,对各层赋予特有的性能,可以实现更高性能。例如,也可以是在漏板板表面上配置将铂合金或者铂等与漏板材料的接合作为重点的层,利用该层的上层配置致密的层,抑制来自漏板板的蒸发,并且也可以是在漏板板表面本身配置具有致密构造的层,在其上层采用不容易脱落的耐热性高的层。另外,例如,也可以采用如配置热膨胀系数逐渐变化那样配置添加了特定填料的层来抑制发生裂纹,进而在其上层具有耐热性的同时高效地防止来自漏板板表面的蒸发那样的贵金属填料。

另外,覆膜的耐热温度依赖于施工方法和施工材料的种类,需要具有至少800℃以上的耐热性,更优选具有1000℃以上的耐热性,进一步优选具有1200℃以上的耐热性。为了实现这样的耐热性,优选以该温度以上的温度进行烧成。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板,如果其覆膜是预制覆膜、喷涂覆膜、浸渍覆膜以及蒸镀膜中的任一种,则可以通过选择与漏板板材料相匹配的覆膜而形成最佳构造,可以实施经济上廉价且质量高的覆膜。

这里,覆膜是预制覆膜、喷涂覆膜、浸渍覆膜以及蒸镀膜中的任一种是指,除了喷嘴外周面和喷嘴端面之外,在漏板板的外表面实施的覆膜预先通过预制覆膜形成的,或者使用冲压装置而注塑形成的,或者在预先调整了漏板板的被施工面的浸渍用浆中浸渍而形成的,或者采用物理或化学的蒸镀法而形成的。

对于这些覆膜形成方法,其既可以采用一个方法,也可以并用多个方法。另外,对于这些方法与其他的覆膜形成方法的组合也没有任何问题。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维制造装置用漏板,除上述之外,优选如果覆膜的厚度在1mm以下,则可形成长时间稳定的构造的覆膜。

这里,覆膜的厚度在1mm以下是指,在施工时或者施工后测量覆膜的厚度,最厚的厚部位的测量值作为1mm以下。

将覆膜的厚度控制在1mm以下的理由如下所述。第一个理由是:若薄膜的厚度超过1mm,容易发生施工面与覆膜的干燥后的剥离。如上所述,漏板板由铂合金或铂构成,如果考虑连续玻璃纤维制造用漏板的制造成本的话,则铂合金或铂的厚度制造成2mm以下。除了连续玻璃纤维制造用漏板的喷嘴外周面和端面之外的漏板板外表面,由使用了陶瓷、玻璃陶瓷以及玻璃材料组中的任一种以上的覆膜涂覆,如果该覆膜的干燥膜的覆膜的膜厚在1mm以上,则形成不易发生变形的硬干燥膜。其结果是,作为施工面的铂合金或者铂,在施工中发生一些变形时,干燥膜不会追随该变形,造成发生剥离的危险性较高。另外,作为第二个理由是,在烧成1mm以上的硬干燥膜时,发生了烧成收缩。如果是致密度较低的膜,也可抑制烧成收缩,如果是防止铂的挥发的膜,则必须具有较高的致密度的膜。膜的致密度可以通过测定孔隙率来判断。如果孔隙率在10%以上,则难于抑制铂挥发,优选需要在5%以下。如果提高致密度则烧成收缩增大,如果膜厚在1mm以上,则烧成时发生膜的龟裂等的危险性增大。因而,覆膜的厚度尺寸作为层整体的厚度优选在1mm以下,更优选在800μm以下,进一步优选在600μm以下,最优选在400μm以下。

即使可以利用本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板制造的连续玻璃纤维是公知那样的玻璃材质的连续玻璃纤维,其也可以制造。例如,可以采用E玻璃(无碱玻璃组成)、AR玻璃(耐碱性玻璃组成)、C玻璃(含有耐酸性的碱石灰玻璃组成)、D玻璃(实现低介电常数的组成)、S玻璃(实现高强度、高弹性率的组成)、T玻璃(实现高强度、高弹性率的组成)以及H玻璃(实现高介电常数的组成)、或者M玻璃、L玻璃这样的玻璃材质,另外其他的材质也没关系。

另一方面,本发明的连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法,具有:漏板主体形成工序,其组装包括漏板周壁部、漏板板以及多个喷嘴的漏板主体;涂覆工序,其至少在组装了的漏板主体的漏板板的外表面形成覆膜;烧成工序,其将所形成的覆膜加热而形成致密构造,该制造方法是制造上述任一项所述的连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法。

对于漏板主体形成工序,为了形成上述的连续玻璃纤维制造用漏板的基本构造,只要组装有漏板周壁部、漏板板以及多个喷嘴即可,对于组装顺序而言,优选设定为可以以最佳效率制造高质量的构造。例如,既可以是优先对漏板板附设全部喷嘴,与其相反,也可以是最后附设喷嘴。作为喷嘴的附设方法,也可以采用公知的各种各样的方法。

另外,对于至少在组装了的漏板主体的漏板板(即,仅是漏板板或者是漏板板和漏板周壁部)的外表面形成覆膜的涂覆工序,只要可以利用上述的各种各样的方法,构成稳定质量的漏板即可。

对于以将所形成的覆膜加热形成致密构造的烧成工序而言,为了在利用连续玻璃纤维制造用漏板抽出玻璃纤维的温度下使覆膜处于具有充分耐久性的状态,通过将覆膜加热直至玻璃纤维被抽出的温度,从而可以形成覆膜与漏板表面牢固接合的状态。

在烧成工序中进行的加热单元,既可以是使用局部的加热机构,也可以是采用了对漏板整体加热的机构,另外,也可以是在电炉、各种燃料类加热炉内保持适当温度的机构,还有,也可以将连续玻璃纤维制造用漏板配设在玻璃熔融炉之后,利用玻璃熔融炉的加热源进行加热。

对于烧成工序中的加热温度,其优选在1100℃~1500℃的范围内加热。这是因为在比1100℃低的温度下加热连续玻璃纤维制造用漏板时,存在整体性加热处于不均匀状态,或者产生没有均匀加热的部位那样的问题的危险性,所以其并不优选。另外,与其相反,如果在超过1500℃的温度下加热,则覆膜被赋予形成过负荷的热能,其结果是,有时候会缩短覆膜的耐用期间,所以也不优选。根据上述观点,为了获得更稳定质量的覆膜,烧成工序中的加热温度更优选1200℃~1400℃的范围.

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维制造装置,其特征在于,构成为:使用上述任一种的连续玻璃纤维制造用漏板,以进行连续玻璃纤维的纺丝。

对于使用利用该连续玻璃纤维制造装置制造的玻璃纤维(连续玻璃纤维)的连续玻璃纤维制品的形态,没有特别的限定。即,作为玻璃纤维制品的形态而言,可以是纱线、粗纱、DWR(直接卷绕粗纱(direct windingroving)、短切原丝、研磨纤维(milled fiber)、织物、垫子(mat)、带(tape)或者织布等。

这里,在该连续玻璃纤维制造装置中,可以除上述之外适当并设各种附带设备或者夹具等。例如,可以是玻璃纤维的冷却用管火风扇那样的冷却装置、有意调整漏板板周围的氧化还原气氛的装置、冷却用的冷却媒体散布装置、漏板板的温度调节装置等。既可以单独使用,也可以并用这些装置,不会妨碍其他装置的使用。

另一方面,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法,其特征在于,使用上述的连续玻璃纤维制造装置,一边监视漏板板的外表面和纺丝状况,一边制造复合材料用连续玻璃纤维。

针对用于使用上述连续玻璃纤维制造装置,一边监视漏板板的外表面和纺丝状况,一边制造复合材料用连续玻璃纤维的具体例子进行叙述,通过将连续玻璃纤维制造装置配设于高温状态的对熔融玻璃进行熔解的玻璃熔融炉,将从玻璃熔融炉流出的熔融玻璃导入连续玻璃纤维制造装置内,进而从附设于连续玻璃纤维制造装置的漏板板的喷嘴连续抽出来制造玻璃纤维时,一边监视是否将玻璃纤维向漏板板外部顺利地抽出而良好的纺丝,一边进行制造。这也可以在观察玻璃纤维的同时对漏板板进行观察,如果需要应对任意情况,例如,外表面附着异物产生、发生脆弱位置等,可以尽早进行其所需的校正处理。

这里,对于监视漏板板的外表面和连续玻璃纤维的纺丝状况的方法,可以采用各种方法。例如,可以经由搭载了摄像管、CCD或者CMOS等的固态摄像元件的图像摄影装置,利用有线或无线的内联网线路向将漏板板的外表面和纺纱状况的运动图像或者不连续的静止图像以数字或者模拟图像形式记录的装置传输信息并监视,另外,也可以利用可视光线而非图像或其他的电磁波的电子记录系统逐次测定需要注意的规定部位的尺寸变化和温度变化,将该值存储于显示器上和记录纸或记录媒体,并经由目视或监视程序监视等进行监视。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法,如果上述的复合材料用连续玻璃纤维用于FRP、FRTP以及GRC中的任一种,可以从生产初期长期的制造高质量的制造与各用途匹配的连续玻璃纤维制品。通过提高制造效率,可以减少生产成本。

这时,如果将复合材料用连续玻璃纤维用于FRP、FRTP以及GRC中的任一种,则复合材料用连续玻璃纤维可以作为构成热硬化性树脂增强体(也叫做纤维增强塑料)、热软化性树脂硬化体(玻璃纤维增强热塑性塑料)、或者耐碱性玻璃纤维加强水泥制品(也叫做玻璃纤维增强复合材料(ジ—ア—ルシ—))的连续玻璃纤维制品。

在构成这些复合材料用连续玻璃纤维的情况下,对于选择什么作为本发明涉及的复合材料用玻璃纤维的混合比例、混合方法、以及本发明涉及的复合材料用玻璃纤维以外的构成组成,只要是可以实现机械强度、化学耐久性或者耐热性、耐药品性或者耐候性等所需的性能的,可以添加任何的东西。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法中,可以利用各种方法对漏板正下方的玻璃纤维的表面涂布各种表面涂覆剂。例如,可以是涂覆了集束剂、带电防止剂、界面活性剂、重合开始剂、重合抑制剂、氧化防止剂、覆膜形成剂、偶合剂或者润滑剂,根据需要也可以混入减水剂、流动剂、增粘剂、防水剂、防锈剂、硬化促进剂、硬化延缓剂、矿渣、粉煤灰、硅烟雾(シリカヒュ—ム)、着色剂或者速凝剂等。

这里,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法中制造的玻璃纤维,对于构成单纱的单丝的纤维直径、纤维截面形状没有特别的限定。即,可以使用直径几μm至几十μm的单丝的玻璃纤维,进而,对于截面形状也可以适当采用正圆、大致椭圆、扁平圆、中空圆或者大致矩形等。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法中制造的玻璃纤维制品,具体说来,例如,可以在以下各种各样的用途中使用。例如,其在车载关联的用途中,具有车体车顶(车篷)、窗框、车体前围、车厢、灯壳、导风装置、挡泥板栅栏、油箱、通风器、水箱、污物箱、座椅、前导风锥体、挡泥板栅栏、窗帘、过滤器、气管、消声器过滤器、仪表面板、风扇叶片、散热器、轮胎或者正时齿带等,在电子设备关联用途中,具有电子设备壳体材、齿轮带盘、各种收纳外壳、光学部件用容器、电子设备用容器、开关箱或者绝缘支承体等,在航空设备关联用途中,具有发动机罩、气道、密封膜、集装箱、窗帘、内装饰件、卫生间、轮胎、防振件或者正时齿带等,在造船、陆运海运关联用途中,具有摩托艇、快艇、渔船、流线型罩(ド—ム)、救生圈、海上集装箱、浮标、油罐、信号机、道路标记、转向镜、集装箱、货盘、护栏、照明灯护罩或者火花保护片等,在建设、土木、建材关联用途中,具有浴缸、浴室卫生间组件、便盆、净化槽、水箱、内装板、囊、阀、把手、壁增强件、预浇注混凝土板、平板、波板、帐篷、百叶窗、外装板、窗扇、配管软管、蓄水池、游泳池、道路、构造物侧壁、混凝土框架、防水帆布、放水内墙板、养生膜或者防虫网等,在农业关联用途中,具有塑料大棚、立式储罐、喷雾嘴、支柱、内墙板或者土壤改良剂等,在工业设施关联用途中,具有袋式除尘器、下水道管、净水相关装置、防振混凝土加强件(CRG)、蓄水槽、带、药品槽、反应槽、容器、风扇、管道、耐蚀内墙板、阀、冷藏库、盘、冷冻柜、槽、设备部件、电动机护罩、绝缘线、变压器绝缘层、电缆线、工作服、窗帘、蒸发板或者设备壳体等,在休闲体育关联用途中,具有钓竿、滑雪板、射箭、高尔夫球棍、游泳池、独木舟、冲浪板、镜框、头盔、防护设备、花盆或者显示板等,在日用品关联用途中,具有桌子、椅子、床、长椅、人体模型、垃圾箱或者移动终端保护件等。

另外,本发明涉及的连续玻璃纤维的制造方法,其特征在于,纺丝状况的监视是根据纺丝的摄像、纺丝速度的测量以及纤维直径的测量中的任一中以上的方法而实现的。

根据这样的构造,可以利用表示从连续玻璃纤维制造用漏板的喷嘴连续抽出的玻璃纤维的外表面的状态的图像的摄像、该玻璃纤维从喷嘴抽出的速度以及各连续玻璃纤维的纤维直径的测量中的任一种的调查,来进行纺丝状况的监视。

对于纺丝图像的摄影,既可以同时摄像多个玻璃纤维束,也可以分别利用各摄像装置对规定根数的单丝摄像,对于摄像只要可以获得规定的信息,对于其清晰度、摄像频率等,可以根据摄像环境和摄像设备来选择优选条件。

(1)如上所述,本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板,构成为通过附设于漏板板的多根喷嘴以使熔融玻璃流出来形成连续玻璃纤维(玻璃原丝),并且在除了上述喷嘴的外周面和端面之外的上述漏板板的外表面(根据情况也包含漏板周壁部的外表面)形成有覆膜,该覆膜使用了陶瓷、玻璃陶瓷以及玻璃材料组中的任一种以上的材料,因此,在制造连续玻璃纤维的过程中,可以抑制从漏板的外表面发生的蒸发物的发生量,并且,由于漏板为被牢固增强的构造,所以可以在用于各种用途中的玻璃纤维的制造中实现高生产性。

(2)另外,如果本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板由铂合金或者铂构成,则由于形成耐热性高、长期难于发生尺寸变形等的构造,所以可以制造具有较高尺寸稳定性的高精度的玻璃纤维。

(3)另外,如果本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板的覆膜是多层构造,则覆膜的各层构造可以承受漏板的外表面所要求的各种性能,可以缓和各层所要求的性能,容易形成稳定的层构造。

(4)另外,如果本发明涉及的连续玻璃纤维制造用漏板的覆膜是预制覆膜、喷涂覆膜、浸渍覆膜以及蒸镀膜中的任一中,则可以利用与漏板板的构造、尺寸、其表面状态匹配的覆膜形成方法形成最佳的覆膜。另外,可以根据覆膜的种类来选择涂布方法。

(5)另外,如果本发明的连续玻璃纤维制造用漏板的厚度在1mm以下,则由于形成覆膜难于发生龟裂或者剥离而与漏板板一体化的牢固构造,所以可以长期使用。

(5)本发明的连续玻璃纤维制造用漏板的制造方法具有:漏板主体形成工序,其组装包括所述漏板周壁部、漏板板以及多根喷嘴形成的漏板主体;涂覆工序,其至少在组装了的漏板主体的漏板板的外表面形成覆膜;烧成工序,其将形成的覆膜加热以形成致密构造,因此,可以形成致密覆膜与连续玻璃纤维制造用漏板的外表面连接的状态,由于形成可以可靠地抑制来自漏板的外表面的蒸发的构造,所以可以获得能够实现尺寸稳定性的提高、抑制异物生成等的玻璃质量提高的连续玻璃纤维制造用漏板。

(7)本发明的连续玻璃纤维制造用装置构成为使用上述的连续玻璃纤维制造用漏板,进行连续玻璃纤维的纺丝,所以可以获得质量优良的各种的连续玻璃纤维制品。

(8)本发明的连续玻璃纤维的制造方法使用上述的连续玻璃纤维制造装置,一边监视漏板板的外表面和纺丝状况,一边制造复合材料用连续玻璃纤维,所以可以连续维持稳定的高效率的生产,可以将起因于异物等而使连续玻璃纤维制品发生的缺陷抑制在最低限度。

(9)另外,本发明的连续玻璃纤维的制造方法,如果复合材料用连续玻璃纤维用于FRP、FRTP以及GRC中的任一种,则可以质量优良且毫无滞后顺利供应市场所要求的各种用途的玻璃纤维增强制品。

(10)本发明的连续玻璃纤维的制造方法,如果纺丝状况的监视是根据纺丝图像的摄像、纺丝速度的测量以及纤维直径的测量中的任一种以上的方式来进行的话,则容易得到对应如可以最小限度抑制玻璃制造时发生的各种各样的问题的信息,尽早实施适当的应对,可以长时间维持处于稳定的质量的状态的玻璃纤维的质量。

附图说明

图1是表示本发明的连续玻璃纤维制造装置所具备的漏板的实施方式的立体图。

图2是表示本发明的连续玻璃纤维制造装置所具备的漏板的实施方式的俯视图。

图3是表示本发明的连续玻璃纤维制造装置所具备的漏板的实施方式的主要部分放大纵剖主视图。

附图标号说明:

1   连续玻璃纤维制造用漏板

2   漏板主体

3   漏板周壁部

4   漏板板

5   熔融玻璃供给空间

6   喷嘴

7   覆膜

G   熔融玻璃

F   连续玻璃纤维(玻璃原丝)

具体实施方式

下面,参照附图说明本发明的连续玻璃纤维制造用漏板(以下,简称为“漏板”)。

图1~图3是表示连续玻璃纤维制造装置所具备的漏板1的图,图1是表示漏板1的主要部分的立体图,图2是表示漏板1的主要部分的俯视图,图3是仅仅表示漏板1的喷嘴周边的放大纵剖主视图。如图1和图2所示,该漏板1是在成形用于FRP的E玻璃组成的连续玻璃纤维(或纺纱)时使用的漏板。而且,该漏板1的漏板主体2在漏板周壁部3的底部固定有漏板板4而构成,其内部为熔融玻璃供给空间5(参照图3)。具体而言,漏板板4是呈大致矩形形状的铂铑合金制的,在其底面附设有200根具有耐热性的喷嘴6,并且漏板板4的外周端面利用TIG焊接而与漏板周壁部3的底端部内周面相接合。

而且,在漏板板4的外表面和漏板周壁部3的外表面上,且相当于其总面积的五分之二的部分上(图1和图2中标记了交叉影线)形成有双层构成的覆膜7。该双层构成的覆膜7具有1300℃的耐热性,相当于第一层的致密层的构造为,在无碱玻璃粉末组成中混合了硅微粉、铝粉的,并且可以尽可能高效率地隔断来自漏板板4的铂和铑的蒸发的致密层构造,其厚度尺寸为200μm。另外,相当于覆膜7的第二层的耐热高强度层是含有陶瓷纤维且含有无碱玻璃粉末的复合构造层,其厚度尺寸为100μm。该耐热高强度层被配合成可抑制覆膜表面的裂纹。而且,实施在该漏板板上的双层构成的覆膜7具有第一层和第二层合计300μm的厚度。

对于形成双层构造的覆膜7的部位而言,避免在铂铑合金制的喷嘴6的端面和其外周面及漏板板4的外表面中的喷嘴6的附近区域,具体说来,从和漏板板4的外表面的与喷嘴6的交界相当的位置到取1mm以上的尺寸的位置为止,避免形成覆膜7,在其以外的漏板板4的外表面和漏板周壁部3的外表面的规定位置上形成覆膜7。采用这样的覆膜7的形成形态,这是因为通过其间的调查已知,来自这些位置的蒸发物通过漏板板4周围的风扇(省略图示)和冷却管(省略图示)冷却而蓄积于喷嘴6的附近,这样,就对玻璃纤维F的成形造成不良影响。另外,这是因为如果在喷嘴6的前端的端面形成覆膜7,虽然制造初期未发生问题,但在长时间的玻璃连续纤维F的制造中,任何原因均会使覆膜7的一部分附着于玻璃连续纤维F上,因此会使玻璃纤维F发生断丝的危险。

而且,覆膜7中第一层的覆膜,利用有机膜等的掩蔽胶带对未实施该覆膜的位置进行掩蔽,之后利用喷涂涂装而形成,并且对于第二层而言,从第一层的上方通过使用喷雾器喷雾而形成。

对于由上述构造形成的漏板1的制造顺序,首先,经由焊接预先附设了喷嘴6的漏板板4和漏板周壁部3,来组装漏板主体2的漏板主体形成工序之后,实行将覆膜7形成在相当于漏板板4和漏板周壁部3的外表面的总面积的五分之二的部分,以便在该漏板主体2上形成上述的双层构造的涂覆工序。接下来,将处于形成了该覆膜7状态的漏板1组装到连续玻璃纤维制造装置之后,通过使用连续玻璃纤维制造装置附带的加热装置将漏板1均匀地加热至1300℃的高温状态,经由用于提高覆膜7整体的致密化和粘接性的烧成工序,从而可以获得具有高稳定性的覆膜构造。

接着,说明使用具备由上述构造形成的漏板10的连续玻璃纤维制造装置来制造FRP用途的E玻璃组成的连续玻璃纤维的方法。

首先,使用原料投入机将调合成E玻璃组成的玻璃原料投入玻璃熔融炉。这样投入的玻璃原料,在玻璃熔融槽中被利用电或燃料等的加热源加热到1300℃以上,并发生玻璃化反应,形成卷入大量反应性的气泡等不均质的粗熔融状态的熔融玻璃。通过澄清或搅拌等的一连串的均质化操作来将该粗熔融状态的熔融玻璃调整至均质状态的熔融玻璃G,之后,该均质的熔融玻璃G经过玻璃熔融炉的前池,向漏板1的熔融玻璃供给空间5流入。

然后,向漏板1的熔融玻璃供给空间5内流入的熔融玻璃G,滞留在熔融玻璃供给空间5内后,从在利用加热装置等被调整至适当温度的漏板板4上附设的2000根具有耐热性的喷嘴6的前端的开口孔,熔融玻璃以细流连续而不中断地抽出,从而形成直径从几μm至几十μm的玻璃原丝F。这里,对于喷嘴6正下方的玻璃原丝F的纺丝状况(成形状况)和漏板板4的外表面状况,除了定期性地由专职监视员目视监视外,还构成为,利用CCD摄像机对其状况的一部分摄像,并利用工厂内的LAN(局域网)在其他的监视室根据需要监视该摄像图像。通过这样的监视体制,可以在连续抽出的玻璃原丝(玻璃单丝)F发生了任何问题时逐次对应。另外,根据需要可以记录来自CCD摄像机的映像的图像,进而可以在进行高质量的成形时发挥作用。

从喷嘴6抽出的玻璃原丝F,利用喷嘴6的正下方的冷却风扇和冷却管,使其急剧降温,以形成具有E玻璃充分的玻璃纤维,在其表面涂布硅烷耦合剂或淀粉等的各种集束剂,以形成将几十或几千根集束的状态的原丝,将它卷取于纸管以形成叫做饼子(cake)(也叫做粗砂卷)或者干酪(cheese)的状态。

然后,利用连续玻璃纤维制造装置,可以根据需要将连续玻璃纤维进一步加工成各种连续玻璃纤维制品。例如,在制造玻璃粗纱的情况下,从干燥后的多个饼子将多根原丝舒解,一边去处斜纹一边拉齐,使用具有绕线机的卷绕装置卷取而制造成回卷体(也叫做辊,或者卷回体)形状。

如上所述,在使用具备漏板1的连续玻璃纤维制造装置而制造各种用途的玻璃纤维的情况下,可以高效地抑制来自漏板板4的蒸发,进而漏板板4自身也可以维持高强度,因此,连续玻璃纤维制造装置的耐用期间比以往增长,高效率的生产得以实现,从而可以制造具有性能稳定且质量优良的复合材料用的各种连续玻璃纤维。

产业上可利用性

本发明涉及的漏板及连续玻璃纤维制造装置和采用了该装置的连续玻璃纤维的制造方法,除了制造FRP等的复合材料用途以外,还可以应用于制造其他用途的连续玻璃纤维,可以应用于广泛的领域中。另外,只要是使用本发明涉及的连续玻璃纤维制造装置同样的形态的制造装置进行制造,即使是其他的玻璃材料也可以使用本发明。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号