特開 2024-72771 ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072771

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/08 20060101AFI20240521BHJP

   C03B 37/10 20060101ALI20240521BHJP

   B05B 1/04 20060101ALI20240521BHJP

   B05B 7/04 20060101ALI20240521BHJP

   B05C 1/12 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

C03B37/08

C03B37/10 Z

B05B1/04

B05B7/04

B05C1/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023126074

(22)【出願日】2023-08-02

(31)【優先権主張番号】P 2022183581

(32)【優先日】2022-11-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】柳瀬 智基

(72)【発明者】

【氏名】三村 智通

(72)【発明者】

【氏名】近藤 昭男

(72)【発明者】

【氏名】濱田 竜凪

(72)【発明者】

【氏名】小森 健人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 麗史

(72)【発明者】

【氏名】田中 翔太

【テーマコード（参考）】

4F033

4F040

4G021

【Ｆターム（参考）】

4F033AA05

4F033BA02

4F033CA05

4F033DA01

4F033DA05

4F033EA01

4F033HA05

4F033NA01

4F033QA04

4F033QB02Y

4F033QB03X

4F033QB12Y

4F033QB15X

4F033QC02

4F033QD02

4F033QD14

4F033QE05

4F033QF00

4F040AA26

4F040AB20

4F040BA23

4F040CB00

4F040DB03

4G021MA00

4G021MA03

(57)【要約】

【課題】アプリケータの温度上昇を抑制可能としたガラス繊維の製造装置を提供する。
【解決手段】ガラス繊維の製造装置１１は、複数のガラスフィラメントＦが引き出されるブッシング１２と、ブッシング１２の下方に設けられ、ガラスフィラメントＦに集束剤を塗布するアプリケータ１３とを備える。また、ガラス繊維の製造装置１１は、ブッシング１２とアプリケータ１３との間においてガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく空気Ｋを噴射する噴射ノズル１６を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のガラスフィラメントが引き出されるブッシングと、
前記ブッシングの下方に設けられ、前記ガラスフィラメントに集束剤を塗布するアプリケータと、を備えたガラス繊維の製造装置であって、
前記ブッシングと前記アプリケータとの間において前記ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射ノズルを備えた、
ガラス繊維の製造装置。

【請求項2】

前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速２ｍ／ｓ以上となる気体を噴射する、
請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項3】

前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速５ｍ／ｓ以上となる気体を噴射する、
請求項２に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項4】

前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速２０ｍ／ｓ以下となる気体を噴射する、
請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項5】

前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速１５ｍ／ｓ以下となる気体を噴射する、
請求項４に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項6】

前記ブッシングは、上方から見て、長方形に形成され、
前記噴射ノズルは、上方から見て、前記ブッシングの長辺と対向する位置に配置されるとともに、前記ガラスフィラメントが通過する範囲よりも広い範囲に気体を噴射する、
請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項7】

前記噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、前記ガラスフィラメントに対して前記アプリケータが配置される方向と同じ方向に配置されている、
請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項8】

前記ブッシングと前記アプリケータとの間で前記ガラスフィラメントに冷却水を噴射する液体噴射ノズルを備えた、
請求項１に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項9】

前記液体噴射ノズルは、前記噴射ノズルの下方に配置されている、
請求項８に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項10】

前記液体噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、前記ガラスフィラメントに対して前記噴射ノズルが配置される方向と同じ方向に配置されている、
請求項８に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項11】

前記液体噴射ノズルは、前記冷却水と気体とを混合して噴射する混合流体ノズルである、
請求項８に記載のガラス繊維の製造装置。

【請求項12】

ブッシングから引き出された複数のガラスフィラメントにアプリケータによって集束剤を塗布する工程を備えたガラス繊維の製造方法であって、
前記ブッシングと前記アプリケータとの間において前記ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射工程を備えた、
ガラス繊維の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガラス繊維の製造装置は、ガラスフィラメントが引き出されるブッシングと、ブッシングの下方に設けられてガラスフィラメントに集束剤を塗布するアプリケータとを備えたものがある。そして、このようなガラス繊維の製造装置としては、ブッシングとアプリケータとの間でガラスフィラメントに冷却水を噴射する液体噴射装置を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなガラス繊維の製造装置では、アプリケータの上流でガラスフィラメントが適温に冷却されるため、ガラスフィラメントに集束剤が良好に付着するとともに、集束剤の化学反応進行による固形分発生（ガムアップ）が抑制される。これにより、例えば、ガラス繊維が筒状に巻かれた塊であるケーキが良好に製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開（ＷＯ）２０１９／１２４０３３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のようなガラス繊維の製造装置では、ブッシング周辺の高温の気体が、ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流によってアプリケータに到達してしまうことがある。これにより、高温の気体がアプリケータを暖めてしまうという問題がある。このことは、ガラスフィラメントへの集束剤の付着不良や、後の集束剤のガムアップを生じさせる原因となる。

【0005】

本発明の目的は、アプリケータの温度上昇を抑制可能としたガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］上記課題を解決するガラス繊維の製造装置は、複数のガラスフィラメントが引き出されるブッシングと、前記ブッシングの下方に設けられ、前記ガラスフィラメントに集束剤を塗布するアプリケータと、を備えたガラス繊維の製造装置であって、前記ブッシングと前記アプリケータとの間において前記ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射ノズルを備える。

【0007】

同構成によれば、ブッシングとアプリケータとの間においてガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射ノズルを備えるため、ブッシング周辺の高温の気体がアプリケータに到達することが抑制される。よって、アプリケータの温度上昇を抑えることができる。

【0008】

［２］上記［１］に記載のガラス繊維の製造装置において、前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速２ｍ／ｓ以上となる気体を噴射することが好ましい。

【0009】

同構成によれば、噴射ノズルは、ガラスフィラメントに到達する位置で風速２ｍ／ｓ以上となる気体を噴射するため、ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を良好に遮断できる。

【0010】

［３］上記［２］に記載のガラス繊維の製造装置において、前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速５ｍ／ｓ以上となる気体を噴射することが好ましい。

【0011】

同構成によれば、噴射ノズルは、ガラスフィラメントに到達する位置で風速５ｍ／ｓ以上となる気体を噴射するため、ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流をより良好に遮断できる。

【0012】

［４］上記［１］から上記［３］のいずれか１つに記載のガラス繊維の製造装置において、前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速２０ｍ／ｓ以下となる気体を噴射することが好ましい。

【0013】

同構成によれば、噴射ノズルは、ガラスフィラメントに到達する位置で風速２０ｍ／ｓ以下となる気体を噴射するため、ガラスフィラメントがなびくことによる絡みや断線等の不具合を抑えることができる。

【0014】

［５］上記［４］に記載のガラス繊維の製造装置において、前記噴射ノズルは、前記ガラスフィラメントに到達する位置で風速１５ｍ／ｓ以下となる気体を噴射することが好ましい。

【0015】

同構成によれば、噴射ノズルは、ガラスフィラメントに到達する位置で風速１５ｍ／ｓ以下となる気体を噴射するため、ガラスフィラメントがなびくことによる絡みや断線等の不具合をより抑えることができる。

【0016】

［６］上記［１］から上記［５］のいずれか１つに記載のガラス繊維の製造装置において、前記ブッシングは、上方から見て、長方形に形成され、前記噴射ノズルは、上方から見て、前記ブッシングの長辺と対向する位置に配置されるとともに、前記ガラスフィラメントが通過する範囲よりも広い範囲に気体を噴射することが好ましい。

【0017】

同構成によれば、噴射ノズルは、上方から見て、ブッシングの長辺と対向する位置に配置されるとともに、ガラスフィラメントが通過する範囲よりも広い範囲に気体を噴射するため、下方への気流を広範囲に亘ってむらなく良好に遮断できる。例えば、噴射ノズルが上方から見てブッシングの短辺と対向する位置に配置された場合では、気体がブッシングの長辺に沿った遠い位置のガラスフィラメントの位置まで届き難くなるが、これを回避できる。

【0018】

［７］上記［１］から上記［６］のいずれか１つに記載のガラス繊維の製造装置において、前記噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、前記ガラスフィラメントに対して前記アプリケータが配置される方向と同じ方向に配置されていることが好ましい。

【0019】

同構成によれば、噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントに対してアプリケータが配置される方向と同じ方向に配置されているため、ブッシング周辺の高温の気体がアプリケータに到達することがより抑制される。例えば、噴射ノズルが、アプリケータが配置される方向と反対の方向に配置されている場合では、アプリケータの直上で高温の気体を遮断する効果が弱くなり高温の気体がアプリケータに比較的到達し易くなるが、これを抑えることができる。

【0020】

［８］上記［１］から上記［７］のいずれか１つに記載のガラス繊維の製造装置において、前記ブッシングと前記アプリケータとの間で前記ガラスフィラメントに冷却水を噴射する液体噴射ノズルを備えることが好ましい。

【0021】

同構成によれば、ブッシングとアプリケータとの間でガラスフィラメントに冷却水を噴射する液体噴射ノズルを備えるため、ガラスフィラメントを冷却することができる。
［９］上記［８］に記載のガラス繊維の製造装置において、前記液体噴射ノズルは、前記噴射ノズルの下方に配置されていることが好ましい。

【0022】

同構成によれば、液体噴射ノズルは、噴射ノズルの下方に配置されているため、ガラスフィラメントを良好に冷却することができる。すなわち、噴射ノズルの下方では、ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流が抑えられているため、冷却水を複数のガラスフィラメントに良好に到達させることができる。また、液体噴射ノズルが噴射ノズルの上方に配置されている場合では、液体噴射ノズルから噴射された冷却水が噴射ノズルからの気体によって吹き飛ばされてしまいガラスフィラメントに付着しにくかったり、あるいは、ガラスフィラメントに付着させた冷却水が噴射ノズルからの気体によって吹き飛ばされてしまうことになるが、これを回避できる。よって、ガラスフィラメントを良好に冷却することができる。

【0023】

［１０］上記［８］または上記［９］に記載のガラス繊維の製造装置において、前記液体噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、前記ガラスフィラメントに対して前記噴射ノズルが配置される方向と同じ方向に配置されていることが好ましい。

【0024】

同構成によれば、液体噴射ノズルは、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントに対して噴射ノズルが配置される方向と同じ方向に配置されているため、冷却水を複数のガラスフィラメントに良好に付着させることができる。例えば、液体噴射ノズルが、噴射ノズルが配置される方向と反対の方向に配置されている場合では、液体噴射ノズルから噴射された冷却水が噴射ノズルからの気体によって押し戻されることがあるが、これを回避できる。よって、冷却水を複数のガラスフィラメントに良好に付着させることができる。

【0025】

［１１］上記［８］から上記［１０］のいずれか１つに記載のガラス繊維の製造装置において、前記液体噴射ノズルは、前記冷却水と気体とを混合して噴射する混合流体ノズルであることが好ましい。

【0026】

同構成によれば、液体噴射ノズルは、冷却水と気体とを混合して噴射する混合流体ノズルであるため、混合流体ノズルから小さい粒径の冷却水を気体と共に勢い良く噴射することができる。よって、小さい粒径の冷却水を複数のガラスフィラメントに良好に付着させることができる。よって、ガラスフィラメントを良好に冷却することができる。

【0027】

［１２］上記課題を解決するガラス繊維の製造方法は、ブッシングから引き出された複数のガラスフィラメントにアプリケータによって集束剤を塗布する工程を備えたガラス繊維の製造方法であって、前記ブッシングと前記アプリケータとの間において前記ガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射工程を備える。

【0028】

同構成によれば、ブッシングとアプリケータとの間においてガラスフィラメントの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体を噴射する噴射工程を備えるため、ブッシング周辺の高温の気体がアプリケータに到達することが抑制される。よって、アプリケータの温度上昇を抑えることができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明のガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法によれば、アプリケータの温度上昇を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、一実施形態のガラス繊維の製造装置を示す概略側面図である。

【図2】図２は、一実施形態のガラス繊維の製造装置の一部を示す概略正面図である。

【図3】図３は、一実施形態の噴射ノズルを上方から見た模式図である。

【図4】図４は、一実施形態の混合流体ノズルを上方から見た模式図である。

【図5】図５は、一実施形態のガラス繊維の製造装置の一部を拡大して示す概略正面図である。

【図6】図６は、別例のガラス繊維の製造装置の一部を拡大して示す概略正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、ガラス繊維の製造装置、及びガラス繊維の製造方法の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

【0032】

（ガラス繊維の製造装置１１の全体の構成）
図１に示すように、ガラス繊維の製造装置１１は、ブッシング１２と、アプリケータ１３と、ギャザリングシュー１４と、コレット１５とを備える。また、ガラス繊維の製造装置１１は、噴射ノズル１６と、高圧空気供給装置１７と、液体噴射ノズルとしての混合流体ノズル１８と、冷却水供給装置１９と、空気供給装置２０とを備える。

【0033】

ブッシング１２は、下方に複数のノズルを有し、溶融ガラスが供給されるとともに、ノズルから下方に複数のガラスフィラメントＦが引き出される箱状容器である。なお、図１及び図２では、複数のガラスフィラメントＦをまとめて模式的に図示している。言い換えると、図１及び図２では、複数のガラスフィラメントＦの一番外側だけを図示し、ガラスフィラメントＦの通過する範囲を図示している。本実施形態のブッシング１２は、上方から見て、長方形（図３及び図４参照）に形成されている。

【0034】

アプリケータ１３は、ブッシング１２の下方に設けられ、駆動ローラー１３ａを有し、ガラスフィラメントＦに集束剤を塗布する装置である。ギャザリングシュー１４は、集束剤が塗布された複数のガラスフィラメントＦを集束させつつ束ねてガラスストランドＳを形成する装置である。

【0035】

コレット１５は、図示しないコレット駆動装置の動作によって回転することで、例えば、図示しないトラバース等を通過したガラスストランドＳを巻き取る。ガラスストランドＳは、コレット１５に巻き取られることによって、ケーキ２１とされる。

【0036】

（噴射ノズル１６の構成）
図１及び図２に示すように、噴射ノズル１６は、ブッシング１２とアプリケータ１３との間においてガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体としての空気Ｋを噴射するためのものである。

【0037】

図１に示すように、噴射ノズル１６は、流入口１６ａと噴射口１６ｂとを有する。図３に示すように、噴射ノズル１６は、長尺状に形成され、その長手方向のほぼ全体から空気Ｋを噴射可能に形成されている。すなわち、噴射口１６ｂは、噴射ノズル１６の長手方向に多数が並設されている、若しくは、噴射ノズル１６の長手方向に沿って長い形状に形成されている。そして、流入口１６ａには高圧空気供給装置１７がホース等を介して接続されている。噴射ノズル１６は、高圧空気供給装置１７から流入口１６ａに空気が供給されると、噴射口１６ｂから高圧の空気Ｋを噴射する。

【0038】

図３に示すように、噴射ノズル１６は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置されている。言い換えると、噴射ノズル１６は、上方から見て、自身の長手方向とブッシング１２の長辺とが平行となるように配置されている。また、噴射ノズル１６は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対してアプリケータ１３が配置される方向と同じ方向（図１において右方向）に配置されている。そして、図１から図３に示すように、噴射ノズル１６は、上下方向よりも水平方向に広い範囲に空気Ｋを噴射するように設けられている。また、図３に示すように、噴射ノズル１６は、上方から見て、ガラスフィラメントＦが通過する範囲よりも広い範囲に空気Ｋを噴射するように設けられている。

【0039】

また、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速２ｍ／ｓ（２メートル毎秒）以上となる空気Ｋを噴射するように設定されている。詳しくは、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速５ｍ／ｓ（５メートル毎秒）以上となる空気Ｋを噴射するように設定されている。また、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速２０ｍ／ｓ（２０メートル毎秒）以下となる空気Ｋを噴射するように設定されている。詳しくは、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１５ｍ／ｓ（１５メートル毎秒）以下となる空気Ｋを噴射するように設定されている。本実施形態では、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１０ｍ／ｓ（１０メートル毎秒）となる空気Ｋを噴射するように設定されている。なお、ガラスフィラメントＦに到達する位置での空気Ｋの風速は、噴射ノズル１６の形状や高圧空気供給装置１７からの空気の供給量等によって設定される。また、図１、及び図２では、空気Ｋの噴射領域を、理想に近い形で模式的に図示している。また、図２では、空気ＫがガラスフィラメントＦに到達する際の噴射範囲を模式的に図示している。

【0040】

ブッシング１２の下面とアプリケータ１３における駆動ローラー１３ａの中心との距離をＬ０、ブッシング１２の下面と噴射ノズル１６の噴射口１６ｂとの距離をＬ１とした場合、Ｌ１／Ｌ０は０．０５以上、かつ０．５以下であることが好ましい。さらに、Ｌ１／Ｌ０は０．１以上、かつ０．３以下であることがより好ましい。Ｌ１／Ｌ０が小さすぎると、ブッシング１２から引き出された直後の粘度の低いガラスフィラメントＦに空気Ｋが噴射されるため、ガラスフィラメントＦがなびくことによる絡みや断線等の不具合が発生しやすくなる。さらに、ブッシング１２が部分的に冷却され、発熱不良を引き起こす恐れがある。その結果、ブッシング１２内の溶融ガラスに温度ムラが生じ、ノズルからの溶融ガラスの流出が不安定になるおそれがある。一方、Ｌ１／Ｌ０が大きすぎると、ガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する高温の気流がアプリケータ１３付近まで到達するため、たとえ噴射ノズル１６から空気Ｋを噴射して気流を妨げたとしても、アプリケータ１３の温度上昇を十分に抑えることができないおそれがある。

【0041】

（混合流体ノズル１８の構成）
図１、及び図２に示すように、混合流体ノズル１８は、ブッシング１２とアプリケータ１３との間でガラスフィラメントＦに冷却水Ｗを噴射するためのものである。

【0042】

混合流体ノズル１８は、冷却水Ｗと気体である空気とを混合して噴射する。詳しくは、混合流体ノズル１８は、冷却水流入口１８ａと、空気流入口１８ｂと、単一の噴射口１８ｃとを有する。そして、冷却水流入口１８ａには冷却水供給装置１９がホース等を介して接続され、空気流入口１８ｂには空気供給装置２０がホース等を介して接続されている。混合流体ノズル１８は、冷却水供給装置１９から冷却水流入口１８ａに冷却水Ｗが供給されるとともに、空気供給装置２０から空気流入口１８ｂに空気が供給されると、噴射口１８ｃから冷却水Ｗと空気が混合された流体を噴射する。混合流体ノズル１８は、平均２０μｍ未満の粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されている。混合流体ノズル１８は、平均１８μｍ以下や、平均１５μｍ以下や、さらには平均１２μｍ以下の粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されていてもよい。本実施形態の混合流体ノズル１８は、平均１０μｍ以下の粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されている。

【0043】

図４に示すように、混合流体ノズル１８は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置されている。言い換えると、混合流体ノズル１８は、上方から見て、冷却水Ｗの噴射軸線Ａがブッシング１２の長辺と直交するように配置されている。また、混合流体ノズル１８は、噴射ノズル１６の下方に配置されている。混合流体ノズル１８は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対して噴射ノズル１６が配置される方向と同じ方向（図１において右方向）に配置されている。すなわち、混合流体ノズル１８は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対してアプリケータ１３が配置される方向と同じ方向に配置されている。そして、図２、図４、及び図５に示すように、混合流体ノズル１８は、上下方向よりも水平方向に広い範囲に冷却水Ｗを噴射するように設けられている。

【0044】

図２、図４、及び図５に示すように、混合流体ノズル１８は２つ設けられている。２つの混合流体ノズル１８は、水平方向に並んで設けられている。
図４に示すように、２つの混合流体ノズル１８は、上方から見て、それぞれ噴射する冷却水Ｗが重なるオーバーラップ範囲Ｈ１を有するように設けられている。また、図５に示すように、２つの混合流体ノズル１８は、オーバーラップ範囲Ｈ１においてそれぞれ噴射する冷却水Ｗが上下方向にずれるように設けられている。

【0045】

詳しくは、本実施形態の混合流体ノズル１８は、噴射軸線Ａと直交する第１軸線Ｂに沿って相対的に広い角度で冷却水Ｗを噴射するとともに噴射軸線Ａ及び第１軸線Ｂと直交する第２軸線Ｃに沿って相対的に狭い角度で冷却水Ｗを噴射するように構成されている。これにより、混合流体ノズル１８は、上下方向よりも水平方向に広い範囲に冷却水Ｗを噴射することが可能とされている。

【0046】

そして、２つの混合流体ノズル１８は、第１軸線Ｂが水平方向に対して傾斜するように設けられつつ、それぞれ噴射する冷却水Ｗの上下範囲Ｈ２が一致するように設けられている。なお、図１、図２、及び図５では、冷却水Ｗの噴射範囲を、重力等を考慮せずに理想的に近い形で模式的に図示している。また、図２及び図５では、冷却水ＷがガラスフィラメントＦに到達する際の噴射範囲を模式的に図示している。

【0047】

（ガラス繊維の製造方法とその作用）
ガラス繊維の製造方法は、ブッシング１２から引き出された複数のガラスフィラメントＦにアプリケータ１３によって集束剤を塗布する工程に加えて、「噴射工程」を備える。噴射工程では、ブッシング１２とアプリケータ１３との間においてガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく気体としての空気Ｋを噴射する。また、本実施形態の噴射工程では、ブッシング１２とアプリケータ１３との間でガラスフィラメントＦに冷却水Ｗを噴射する。詳しくは、噴射工程では、冷却水Ｗを気体と混合して混合流体ノズル１８から噴射する。

【0048】

本実施形態のガラス繊維の製造方法は、上記したガラス繊維の製造装置１１を用いて実行される。
ブッシング１２とアプリケータ１３との間においてはガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴した気流が発生する。これに対して、ブッシング１２とアプリケータ１３との間においては上記した気流を遮断すべく噴射ノズル１６から高圧の空気Ｋが噴射される。これにより、ブッシング１２周辺の高温の気体がアプリケータ１３に到達することが抑制される。

【0049】

また、噴射ノズル１６の下方において、ブッシング１２からアプリケータ１３に向かうガラスフィラメントＦには冷却水Ｗが噴射される。冷却水Ｗは、混合流体ノズル１８によって、小さい粒径であっても気体と混合されることで勢い良く噴射される。これにより、冷却水Ｗは、小さい粒径であってもガラスフィラメントＦに良好に付着する。よって、ガラスフィラメントＦは、アプリケータ１３の上流で適温に冷却される。よって、アプリケータ１３では、ガラスフィラメントＦに集束剤が良好に付着する。

【0050】

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）ブッシング１２とアプリケータ１３との間においてガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を遮断すべく空気Ｋを噴射する噴射ノズル１６を備えるため、ブッシング１２周辺の高温の気体がアプリケータ１３に到達することが抑制される。よって、アプリケータ１３の温度上昇を抑えることができる。例えば、アプリケータ１３の温度を２０℃から４０℃までの好ましい範囲に維持することができる。これにより、ガラスフィラメントＦに集束剤を良好に付着させることができ、例えば、ケーキ２１を良好に安定して製造することができる。

【0051】

（２）噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速２ｍ／ｓ以上となる空気Ｋを噴射するため、ガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を良好に遮断できる。また、本実施形態の噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速５ｍ／ｓ以上となる空気Ｋを噴射するため、ガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流をより良好に遮断できる。

【0052】

（３）噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速２０ｍ／ｓ以下となる空気Ｋを噴射するため、ガラスフィラメントＦがなびくことによる絡みや断線等の不具合を抑えることができる。また、本実施形態の噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１５ｍ／ｓ以下となる空気Ｋを噴射するため、ガラスフィラメントＦがなびくことによる絡みや断線等の不具合をより抑えることができる。より詳しくは、本実施形態の噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１０ｍ／ｓとなる空気Ｋを噴射するため、気流を遮断する効果と、ガラスフィラメントＦの絡みや断線等の不具合を抑える効果とを良好に両立できる。

【0053】

（４）噴射ノズル１６は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置されるとともに、ガラスフィラメントＦが通過する範囲よりも広い範囲に空気Ｋを噴射するため、下方への気流を広範囲に亘ってむらなく良好に遮断できる。例えば、噴射ノズル１６が上方から見てブッシング１２の短辺と対向する位置に配置された場合では、空気Ｋがブッシング１２の長辺に沿った遠い位置のガラスフィラメントＦの位置まで届き難くなるが、これを回避できる。

【0054】

（５）噴射ノズル１６は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対してアプリケータ１３が配置される方向と同じ方向に配置されているため、ブッシング１２周辺の高温の気体がアプリケータ１３に到達することがより抑制される。例えば、噴射ノズル１６が、アプリケータ１３が配置される方向と反対の方向に配置されている場合では、アプリケータ１３の直上で高温の気体を遮断する効果が弱くなり高温の気体がアプリケータ１３に比較的到達し易くなるが、これを抑えることができる。

【0055】

（６）ブッシング１２とアプリケータ１３との間でガラスフィラメントＦに冷却水Ｗを噴射する液体噴射ノズルとしての混合流体ノズル１８を備えるため、ガラスフィラメントＦを冷却することができる。

【0056】

（７）混合流体ノズル１８は、噴射ノズル１６の下方に配置されているため、ガラスフィラメントＦを良好に冷却することができる。すなわち、噴射ノズル１６の下方では、ガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流が抑えられているため、冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに良好に到達させることができる。また、混合流体ノズル１８が噴射ノズル１６の上方に配置されている場合では、混合流体ノズル１８から噴射された冷却水Ｗが噴射ノズル１６からの空気Ｋによって吹き飛ばされてしまいガラスフィラメントＦに付着しにくかったり、あるいは、ガラスフィラメントＦに付着させた冷却水Ｗが噴射ノズル１６からの空気Ｋによって吹き飛ばされてしまうことになるが、これを回避できる。よって、ガラスフィラメントＦを良好に冷却することができる。

【0057】

（８）混合流体ノズル１８は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対して噴射ノズル１６が配置される方向と同じ方向に配置されているため、冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに良好に付着させることができる。例えば、混合流体ノズル１８が、噴射ノズル１６が配置される方向と反対の方向に配置されている場合では、混合流体ノズル１８から噴射された冷却水Ｗが噴射ノズル１６からの空気Ｋによって押し戻されることがあるが、これを回避できる。よって、冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに良好に付着させることができる。

【0058】

（９）液体噴射ノズルとして冷却水Ｗと気体とを混合して噴射する混合流体ノズル１８を用いたため、混合流体ノズル１８から小さい粒径の冷却水Ｗを気体と共に勢い良く噴射することができる。よって、小さい粒径の冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに良好に付着させることができる。よって、ガラスフィラメントＦを良好に冷却することができる。また、小さい粒径の冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに効果的に付着させることができるため、冷却水Ｗの使用量を低減することができる。

【0059】

（１０）混合流体ノズル１８は、平均２０μｍ未満の粒径の冷却水Ｗを噴射するため、例えば、平均２０μｍ以上の粒径の冷却水Ｗを噴射する場合に比べて気化しやすく、ガラスフィラメントＦをより良好に冷却することができる。また、本実施形態では、混合流体ノズル１８は、平均１０μｍ以下の粒径の冷却水Ｗを噴射するため、より小さい粒径の冷却水ＷによってガラスフィラメントＦをより良好に冷却することができる。

【0060】

（１１）混合流体ノズル１８は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置され、上下方向よりも水平方向に広い範囲に冷却水Ｗを噴射するため、冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに効率良く行き渡らせることができる。例えば、混合流体ノズル１８が上方から見てブッシング１２の短辺と対向する位置に配置された場合では、冷却水Ｗがブッシング１２の長辺に沿った遠い位置のガラスフィラメントＦまで届き難くなるが、これを回避できる。

【0061】

（１２）複数の混合流体ノズル１８は、上方から見て、それぞれ噴射する冷却水Ｗが重なるオーバーラップ範囲Ｈ１を有するよう設けられるため、冷却水ＷがガラスフィラメントＦに掛からない範囲を無くすことができる。また、複数の混合流体ノズル１８は、オーバーラップ範囲Ｈ１においてそれぞれ噴射する冷却水Ｗが上下方向にずれるように設けられるため、冷却水Ｗ同士が衝突してしまうことが抑えられる。よって、冷却水Ｗ同士の衝突に基づく冷却水Ｗの落下を抑えることができ、冷却水Ｗを複数のガラスフィラメントＦに良好に届かせることができる。

【0062】

（１３）複数の混合流体ノズル１８は、第１軸線Ｂが水平方向に対して傾斜するように設けられ、それぞれ噴射する冷却水Ｗの上下範囲Ｈ２が一致するように設けられる。よって、ガラスフィラメントＦに付着する冷却水Ｗの上下方向の位置を均一に近づけることができる。例えば、複数の混合流体ノズル１８の第１軸線Ｂが水平方向と一致するように設け、かつ、複数の混合流体ノズル１８から噴射される冷却水Ｗ同士が衝突しにくくするためには、各混合流体ノズル１８の位置を上下にずらす必要がある。この場合では、ガラスフィラメントＦに付着する冷却水Ｗの上下方向の位置が広範囲にわたって大きくずれることになるが、上記構成によれば、これを抑えることができる。よって、複数のガラスフィラメントＦをバランス良く冷却することができる。

【0063】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１０ｍ／ｓとなる空気Ｋを噴射するように設定されているとしたが、ガラスフィラメントＦの下方への流れに随伴する気流を遮断できれば、これに限定されない。例えば、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速５ｍ／ｓ未満となる空気Ｋや風速２ｍ／ｓ未満となる空気Ｋを噴射するように設定されていてもよい。また、例えば、噴射ノズル１６は、ガラスフィラメントＦに到達する位置で風速１５ｍ／ｓより大きい風速となる空気Ｋや風速２０ｍ／ｓより大きい風速となる空気Ｋを噴射するように設定されていてもよい。

【0064】

・上記実施形態では、噴射ノズル１６は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、ブッシング１２の短辺と対向する位置に配置されていてもよい。また、例えば、噴射ノズル１６は、上方から見て、ブッシング１２の長辺及び短辺に対して傾斜するように配置されていてもよい。また、ブッシング１２は、上方から見て、長方形に形成されているとしたが、これに限定されず、例えば、正方形に形成されていてもよい。

【0065】

・上記実施形態では、噴射ノズル１６は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対してアプリケータ１３が配置される方向と同じ方向に配置されているとしたが、これに限定されない。例えば、噴射ノズル１６は、アプリケータ１３が配置される方向とは反対の方向に配置されていてもよい。

【0066】

・上記実施形態では、ブッシング１２とアプリケータ１３との間でガラスフィラメントＦに冷却水Ｗを噴射する液体噴射ノズルとしての混合流体ノズル１８を備えるとしたが、これに限定されず、混合流体ノズル１８を備えていなくてもよい。

【0067】

・上記実施形態では、混合流体ノズル１８は、噴射ノズル１６の下方に配置されているとしたが、これに限定されず、例えば、ブッシング１２の下方において、噴射ノズル１６の上方に配置されていてもよい。

【0068】

・上記実施形態では、混合流体ノズル１８は、上下方向と交差する方向において、ガラスフィラメントＦに対して噴射ノズル１６が配置される方向と同じ方向に配置されているとしたが、これに限定されない。例えば、混合流体ノズル１８は、噴射ノズル１６が配置される方向とは反対の方向に配置されていてもよい。

【0069】

・上記実施形態では、液体噴射ノズルとして冷却水Ｗと気体とを混合して噴射する混合流体ノズル１８を用いたが、これに限定されず、冷却水Ｗを気体とを混合せずに噴射する液体噴射ノズルを用いてもよい。

【0070】

・上記実施形態では、複数の混合流体ノズル１８は、それぞれ噴射する冷却水Ｗの上下範囲Ｈ２が一致するように、第１軸線Ｂが水平方向に対して傾斜して設けられるとしたが、これに限定されない。

【0071】

例えば、図６に示すように、複数の混合流体ノズル１８は、第１軸線Ｂが水平方向と一致するように設けられつつ、オーバーラップ範囲Ｈ１において噴射する冷却水Ｗが上下方向にずれるように設けられていてもよい。

【0072】

・上記実施形態では、混合流体ノズル１８は、平均１０μｍ以下の粒径の冷却水Ｗを噴射するとしたが、これに限定されず、平均１０μｍより大きい粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されたものとしてもよい。例えば、混合流体ノズル１８は、例えば、平均１０μｍより大きく、かつ、平均２０μｍ未満の粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されていてもよい。また、混合流体ノズル１８は、例えば、平均２０μｍ以上の粒径の冷却水Ｗを噴射するように構成されていてもよい。

【0073】

・上記実施形態では、混合流体ノズル１８は、上方から見て、ブッシング１２の長辺と対向する位置に配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、ブッシング１２の短辺と対向する位置に配置されていてもよい。また、例えば、混合流体ノズル１８は、上方から見て、冷却水Ｗの噴射軸線Ａがブッシング１２の長辺及び短辺と傾斜するように配置されていてもよい。

【0074】

・上記実施形態では、混合流体ノズル１８は、上下方向よりも水平方向に広い範囲に冷却水Ｗを噴射するとしたが、これに限定されず、例えば、上下方向と水平方向に同じ範囲で冷却水Ｗを噴射するようにしてもよい。

【0075】

・上記実施形態では、複数の混合流体ノズル１８は、上方から見て、それぞれ噴射する冷却水Ｗが重なるオーバーラップ範囲Ｈ１を有するよう設けられるとしたが、これに限定されず、それぞれ噴射する冷却水Ｗが重ならないように設けられてもよい。

【0076】

・上記実施形態では、複数の混合流体ノズル１８は、オーバーラップ範囲Ｈ１においてそれぞれ噴射する冷却水Ｗが上下方向にずれるように設けられるとしたが、これに限定されず、それぞれ噴射する冷却水Ｗが上下方向にずれないように設けられてもよい。

【0077】

・上記実施形態では、ガラス繊維の製造装置１１は、１つの噴射ノズル１６を有するとしたが、これに限定されず、複数の噴射ノズル１６を有する構成としてもよい。例えば、複数の噴射ノズル１６が、それぞれの長手方向に並んで設けられている構成としてもよい。

【0078】

・上記実施形態では、ガラス繊維の製造装置１１は、２つの混合流体ノズル１８を有するとしたが、これに限定されず、混合流体ノズル１８を１つのみ有する構成としてもよいし、３つ以上の混合流体ノズル１８を有する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0079】

１１…ガラス繊維の製造装置、１２…ブッシング、１３…アプリケータ、１６…噴射ノズル、１８…混合流体ノズル（液体噴射ノズル）、Ｆ…ガラスフィラメント、Ｋ…空気（気体）、Ｗ…冷却水。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】