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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-07
(45)【発行日】2023-03-15
(54)【発明の名称】ガラス繊維製造用のブッシング、及び、ガラス繊維の製造方法
(51)【国際特許分類】
C03B 37/083 20060101AFI20230308BHJP
【ＦＩ】
C03B37/083
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020538341
(86)(22)【出願日】2019-08-15
(86)【国際出願番号】 JP2019032035
(87)【国際公開番号】W WO2020040033
(87)【国際公開日】2020-02-27
【審査請求日】2022-06-07
(31)【優先権主張番号】P 2018154014
(32)【優先日】2018-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019092939
(32)【優先日】2019-05-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002200
【氏名又は名称】セントラル硝子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】藤井 剛
(72)【発明者】
【氏名】斎藤 真規
【審査官】田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２２６５７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２３４５４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１６３３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１２６０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１５９４６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特許第５６２２１６４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】中国特許出願公開第１０２５１５５０５（ＣＮ，Ａ）
【文献】特許第４１８６２０２（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】国際公開第２０１７／２２１４７１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第３５９０９００（ＥＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０３Ｂ ３７／０８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースプレートと、前記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備える、ガラス繊維製造用のブッシングであって、前記ベースプレートは、水平断面が扁平状のベース孔を備え、
前記ノズルは、前記ベース孔の輪郭に沿って前記ベースプレートから突出するノズル壁と、前記ベース孔から前記ノズル壁の先端へ向かって、前記ベース孔の形状を維持して貫通するノズル孔とを備え、
前記ノズル壁は、前記ベースプレートから突出していない一対の切り欠きを有し、
前記一対の切り欠きは、前記ノズル孔の長手方向の中心軸を介して相対して対向し、
前記切り欠きの幅は、前記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの１０％以上、９５％以下である、ガラス繊維製造用のブッシング。
【請求項2】
ベースプレートと、前記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備える、ガラス繊維製造用のブッシングであって、前記ベースプレートは、水平断面が扁平状のベース孔を備え、
前記ノズルは、前記ベース孔の輪郭に沿って前記ベースプレートから突出するノズル壁と、前記ベース孔から前記ノズル壁の先端へ向かって、前記ベース孔の形状を維持して貫通するノズル孔とを備え、
前記ノズル壁は、先端に一対の切り欠きを有し、
前記一対の切り欠きは、前記ノズル孔の長手方向の中心軸を介して相対して対向し、
前記切り欠きの幅は、前記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの１０％以上、９５％以下であり、
前記切り欠きの高さは、前記ベースプレートから前記ノズル壁の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満である、ガラス繊維製造用のブッシング。
【請求項3】
前記一対の切り欠きは、前記ノズル孔の長手方向の中心軸の中央で相対する、請求項１又は２に記載のブッシング。
【請求項4】
前記ノズル壁の内周面側にある前記一対の切り欠きの面積の総和が、前記一対の切り欠きの面積を含む前記ノズル壁の内周面の総面積の１％以上、８０％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項5】
前記切り欠きの形状は、矩形状である、請求項１～４のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項6】
前記ノズル孔の、（長手方向の中心軸の長さ）／（短手方向の最長部の長さ）の比が２以上、１２以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項7】
前記ベースプレートの厚みをＡ、前記ベースプレートから前記ノズル壁の先端までの距離をＢとしたとき、Ｂ／Ａの比が０．２以上、４以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項8】
Ｂ／Ａの比が０．２以上、１以下である、請求項７に記載のブッシング。
【請求項9】
前記ベース孔の断面積と、前記ノズル孔の先端部の断面積とが同一である、請求項１～８のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項10】
前記ベース孔の断面形状と、前記ノズル孔の断面形状とが同一である、請求項１～９のいずれか１項に記載のブッシング。
【請求項11】
長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維の製造方法であって、請求項１～１０のいずれか１項に記載のブッシングの各ノズルからガラス融液を引き出して、該ガラス融液を急冷し繊維化する工程を備える、ガラス繊維の製造方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の製造方法によりガラス繊維を得る工程と、前記ガラス繊維を複数本集束する工程とを備える、ガラス繊維束の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガラス繊維製造用のブッシング、及び、ガラス繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
断面が扁平形状などの非円形のガラス繊維は、樹脂等との複合化で、断面が円形のガラス繊維よりも強度向上が望めること、樹脂との複合成形品のそりを防止することができることから、フィラー材料として広範に使用されている。これは、非円形であればガラス繊維同士が重なりやすく、樹脂と混合して成形する場合の樹脂の流動性が向上し、ガラス繊維の含有率が高くてもガラス繊維の分散性が良好であるためと考えられている。非円形のガラス繊維の作製プロセスは、円形のガラス繊維と同様の作製プロセスではあるが、断面を非円形とするために、ガラス融液をガラス繊維として引き出すための、特殊な構造を有するノズルが複数個配列されたガラス繊維製造用のブッシング（以下、ノズルプレートともいう）が必要である。
【0003】
例えば、特許文献１～３には、断面が扁平形状のガラス繊維を製造するためのノズルであって、長辺壁と短辺壁からなるノズル壁の長辺壁側の先端部に切り欠きを設けたノズルチップ、及び、該ノズルチップが複数個配列されたノズルプレートが開示されている。断面が扁平形状のガラス繊維を製造するためには、ガラス融液を排出する端部の断面が扁平形状のノズルから、ガラス融液を引き出して排出し、ガラス融液を急冷し繊維化する必要がある。ガラス融液の繊維化の際には、ガラス融液の表面張力が高く、融液が丸くなろうとすることから、これに対抗することが、断面が扁平形状のガラス繊維を製造するポイントとなる。
【0004】
特許文献１では、ガラス融液を排出する端部の断面が楕円形状のノズルが長辺壁の片側の先端に切り欠きを備えることで、切り欠き構造の無い側で、ガラス融液を保温して、流動するガラス融液の形を維持しつつ、切り欠き構造を備えた側のガラス融液の粘度を高くして、ガラスが丸くなろうとする力に対抗している。特許文献２では、ノズルの長辺壁の片側の先端に切り欠きを備えたノズルを切り欠きが向かい合うようにプレートに挿入している。特許文献３では、扁平形状ノズルの長辺壁の片側又は両側に、広範な切り欠きを設け、その切り欠きを通じて、冷却気体でノズル内の長辺側のガラス融液の粘度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】国際公開第９９／０２８５４３号
【文献】特開２００３－０４８７４２号公報
【文献】特開２０１０－１６３３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ガラス繊維を多量に製造するためには、ベースプレート上に多数のノズルを備えたブッシングを用いることが有効である。多数のノズルを備えるブッシングでは、ベースプレートの面積を大きくする必要がある。ベースプレートの面積が大きい場合、ベースプレートに温度ムラが生じやすくなるため、ガラス繊維の扁平率や断面積にばらつきが生じてしまい、ガラス繊維の断面形状のばらつきが大きくなるおそれがある。その理由として、ベースプレートに温度ムラが生じると、ノズル毎に内部を通るガラス融液の粘度が異なるため、ノズル出口にてガラスが丸くなろうとする力（表面張力）に対抗する力の大きさが異なり、ひいては得られるガラス繊維の扁平率にばらつきが生じると考えられる。さらには、比較的温度の低いノズル内ではガラス融液の流れが脈動しやすく、揃った断面形状のガラス繊維が得られないといった不具合が発生しやすい。
【0007】
また、ベースプレートの面積が大きい場合、引き出したガラス融液をベースプレートの中心部で集束するように紡糸すると、ベースプレートの中心部にあるノズルと端部にあるノズルとでは、各ノズルから引き出されるガラス融液の角度（以下、ガラス繊維の引っ張り角度ともいう）が異なるため、ガラス繊維の扁平率や断面積にばらつきが生じてしまい、ガラス繊維の断面形状のばらつきが大きくなるおそれがある。
【0008】
特許文献１～３に開示された既存のノズル形状では、上述したベースプレートの温度ムラ、及び、ガラス繊維の引っ張り角度の違いに起因してガラス繊維の扁平率や断面積にばらつきが生じてしまい、ガラス繊維の断面形状のばらつきが大きくなるおそれがある。
【0009】
本開示は、以上を鑑み、断面が扁平状のガラス繊維の製造において、多数のノズルから同時に紡糸する際に、ベースプレートの温度ムラ、及び、ガラス繊維の引っ張り角度の違いに起因するガラス繊維の断面形状のばらつきが小さいガラス繊維を製造することが可能なガラス繊維製造用のブッシングを提供することを目的とする。本開示はまた、該ブッシングを用いて、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維を製造する方法を提供することを目的とする。本開示はさらに、上記製造方法により得られたガラス繊維を複数本集束してガラス繊維束を製造する方法、及び、断面形状のばらつきが小さいガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示のガラス繊維製造用のブッシングは、第１実施形態において、ベースプレートと、上記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備える、ガラス繊維製造用のブッシングであって、上記ベースプレートは、水平断面が扁平状のベース孔を備え、上記ノズルは、上記ベース孔の輪郭に沿って上記ベースプレートから突出するノズル壁と、上記ベース孔から上記ノズル壁の先端へ向かって、上記ベース孔の形状を維持して貫通するノズル孔とを備え、上記ノズル壁は、上記ベースプレートから突出していない一対の切り欠きを有し、上記一対の切り欠きは、上記ノズル孔の長手方向の中心軸を介して相対して対向し、上記切り欠きの幅は、上記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの１０％以上、９５％以下である。
【0011】
本開示のガラス繊維製造用のブッシングは、第２実施形態において、ベースプレートと、上記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備える、ガラス繊維製造用のブッシングであって、上記ベースプレートは、水平断面が扁平状のベース孔を備え、上記ノズルは、上記ベース孔の輪郭に沿って上記ベースプレートから突出するノズル壁と、上記ベース孔から上記ノズル壁の先端へ向かって、上記ベース孔の形状を維持して貫通するノズル孔とを備え、上記ノズル壁は、先端に一対の切り欠きを有し、上記一対の切り欠きは、上記ノズル孔の長手方向の中心軸を介して相対して対向し、上記切り欠きの幅は、上記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの１０％以上、９５％以下であり、上記切り欠きの高さは、上記ベースプレートから上記ノズル壁の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満である。
【0012】
以下、本開示のガラス繊維製造用のブッシングの第１実施形態及び第２実施形態を特に区別しない場合、単に「本開示のガラス繊維製造用のブッシング」又は「本開示のブッシング」という。
【0013】
本開示のブッシングでは、従来のようにノズル壁の片側に切り欠きを設けるのではなく、ノズル壁に一対の切り欠きを設け、切り欠きの幅を、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの１０％以上、９５％以下としている。これにより、断面が扁平状のガラス繊維を製造することができる。
【0014】
さらに、第１実施形態では、ノズル壁にベースプレートから突出していない一対の切り欠きを設けている。一方、第２実施形態では、ノズル壁の先端に一対の切り欠きを設け、切り欠きの高さを、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満としている。これにより、ベースプレートの温度ムラ、及び、ガラス繊維の引っ張り角度の違いに起因するガラス繊維の断面形状（扁平率、断面積）のばらつきを小さくすることができる。
【0015】
本開示のブッシングにおいて、上記一対の切り欠きは、上記ノズル孔の長手方向の中心軸の中央で相対することが好ましい。
この場合、切り欠きによる効果が生じやすくなるため、断面形状が扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
この場合、切り欠きによる効果が生じやすくなるため、断面形状が扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
【0016】
本開示のブッシングにおいては、上記ノズル壁の内周面側にある上記一対の切り欠きの面積の総和が、上記一対の切り欠きの面積を含む上記ノズル壁の内周面の総面積の１％以上、８０％以下であることが好ましい。
上記切り欠きの面積比を１％以上、８０％以下とすることで、切り欠きによる効果が生じやすくなる。切り欠きの面積比が１％未満である場合、切り欠きによる効果が生じにくくなり、一方、切り欠きの面積比が８０％を超える場合、ノズル孔内のガラス融液の流れの安定性が低下し、ガラスの流出時に脈動などが発生しやすくなる。
上記切り欠きの面積比を１％以上、８０％以下とすることで、切り欠きによる効果が生じやすくなる。切り欠きの面積比が１％未満である場合、切り欠きによる効果が生じにくくなり、一方、切り欠きの面積比が８０％を超える場合、ノズル孔内のガラス融液の流れの安定性が低下し、ガラスの流出時に脈動などが発生しやすくなる。
【0017】
本開示のブッシングにおいて、上記切り欠きの形状は、矩形状であることが好ましい。
切り欠きの形状を矩形状とすることで、ノズルの加工が容易になる。また、切り欠きの形状を矩形状とすることで、切り欠きによるガラス融液の冷却効果を最大化することができる。さらには、ガラス融液の流れを安定化させることができるため、ガラス流出時に脈動などの不具合が発生しにくくなる。
切り欠きの形状を矩形状とすることで、ノズルの加工が容易になる。また、切り欠きの形状を矩形状とすることで、切り欠きによるガラス融液の冷却効果を最大化することができる。さらには、ガラス融液の流れを安定化させることができるため、ガラス流出時に脈動などの不具合が発生しにくくなる。
【0018】
本開示のブッシングにおいては、上記ノズル孔の、（長手方向の中心軸の長さ）／（短手方向の最長部の長さ）の比が通常、２以上であることが好ましく、具体的には２以上、１２以下であることが好ましい。
上記の比を２以上、１２以下とすることで、長軸の長さと短軸の長さが異なる扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。上記の比が２未満である場合、ノズル孔の形状が円形に近くなるため、扁平状のガラス繊維を製造することが難しくなる。一方、上記の比が１２を超える場合、長軸が長くなりすぎるため、同じ面積内に配置できるノズルの数が少なくなる。
上記の比を２以上、１２以下とすることで、長軸の長さと短軸の長さが異なる扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。上記の比が２未満である場合、ノズル孔の形状が円形に近くなるため、扁平状のガラス繊維を製造することが難しくなる。一方、上記の比が１２を超える場合、長軸が長くなりすぎるため、同じ面積内に配置できるノズルの数が少なくなる。
【0019】
本開示のブッシングにおいては、上記ベースプレートの厚みをＡ、上記ベースプレートから上記ノズル壁の先端までの距離をＢとしたとき、Ｂ／Ａの比が０．２以上、４以下であることが好ましく、０．２以上、３以下であることがより好ましく、０．２以上、１以下であることがさらに好ましい。
Ｂ／Ａの比を０．２以上、４以下とすることで、ガラス融液の流れを安定化させることができ、ガラス流出時に脈動などの不具合が発生しにくくなる。
Ｂ／Ａの比を０．２以上、４以下とすることで、ガラス融液の流れを安定化させることができ、ガラス流出時に脈動などの不具合が発生しにくくなる。
【0020】
本開示のブッシングにおいては、上記ベース孔の断面積と、上記ノズル孔の先端部の断面積とが同一であることが好ましい。
ベース孔の断面積とノズル孔の先端部の断面積とを同一にすることで、ノズルの加工が容易になる。また、ベース孔の断面積とノズル孔の先端部の断面積とを同一にすることで、扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
ベース孔の断面積とノズル孔の先端部の断面積とを同一にすることで、ノズルの加工が容易になる。また、ベース孔の断面積とノズル孔の先端部の断面積とを同一にすることで、扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
【0021】
本開示のブッシングにおいては、上記ベース孔の断面形状と、上記ノズル孔の断面形状とが同一であることが好ましい。
ベース孔の断面形状とノズル孔の断面形状とを同一にすることで、ノズルの加工が容易になる。また、ベース孔の断面形状とノズル孔の断面形状とを同一にすることで、扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
ベース孔の断面形状とノズル孔の断面形状とを同一にすることで、ノズルの加工が容易になる。また、ベース孔の断面形状とノズル孔の断面形状とを同一にすることで、扁平状のガラス繊維を容易に製造することができる。
【0022】
本開示のガラス繊維の製造方法は、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維の製造方法であって、本開示のブッシングの各ノズルからガラス融液を引き出して、該ガラス融液を急冷し繊維化する工程を備える。
【0023】
本開示のガラス繊維の製造方法により、断面形状が扁平状で、長手方向の中心軸を対称軸として対称であるガラス繊維を効率的に製造することができる。
【0024】
本開示のガラス繊維束の製造方法は、本開示のガラス繊維の製造方法によりガラス繊維を得る工程と、上記ガラス繊維を複数本集束する工程とを備える。
【0025】
本開示のガラス繊維束の製造方法により、断面形状の揃ったガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束を製造することができる。
【0026】
本開示のガラス繊維束は、第１の態様において、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束であって、上記複数本のガラス繊維の断面形状の扁平率の平均値が２以上、８以下である。また、上記各ガラス繊維の断面形状の扁平率の標準偏差は１４％以下であり、好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下である。
【0027】
本開示のガラス繊維束は、第２の態様において、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束であって、上記各ガラス繊維の繊維断面積の標準偏差が１４％以下であり、好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下である。
【0028】
第２の態様においては、上記複数本のガラス繊維の断面形状の扁平率の平均値が２以上、８以下であることが好ましい。
【0029】
本開示のガラス繊維束では、ガラス繊維の扁平率又は断面積のばらつきを小さくすることにより、ガラス繊維の断面形状のばらつきを小さくすることができる。
【発明の効果】
【0030】
本開示によれば、断面が扁平状であり、扁平率や断面積といった断面形状のばらつきが小さいガラス繊維を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本開示の実施形態について具体的に説明する。
しかしながら、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載する本開示の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせてもよい。
しかしながら、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載する本開示の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせてもよい。
【0033】
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
【0034】
［ガラス繊維製造装置］
まず、本開示のガラス繊維製造用のブッシングを備えるガラス繊維製造装置について、図面を参照しながら説明する。
まず、本開示のガラス繊維製造用のブッシングを備えるガラス繊維製造装置について、図面を参照しながら説明する。
【0035】
図１（ａ）は、ガラス繊維製造装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。
図１（ａ）に示すガラス繊維製造装置１００は、ガラス繊維ＧＦ製造用のブッシング１と、複数本のガラス繊維ＧＦに集束剤を塗布するためのアプリケーター５１と、複数本のガラス繊維ＧＦを集束してガラス繊維束ＧＳを得るためのギャザリングシュー５２と、ガラス繊維束ＧＳを巻取るための巻取り機５０とを備えている。
図１（ａ）に示すガラス繊維製造装置１００は、ガラス繊維ＧＦ製造用のブッシング１と、複数本のガラス繊維ＧＦに集束剤を塗布するためのアプリケーター５１と、複数本のガラス繊維ＧＦを集束してガラス繊維束ＧＳを得るためのギャザリングシュー５２と、ガラス繊維束ＧＳを巻取るための巻取り機５０とを備えている。
【0036】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すガラス繊維製造装置を構成するブッシング周辺の拡大図である。
ブッシング１は、ベースプレート１０と、ガラス融液ＧＭを排出するノズル２０とを備えている。ベースプレート１０は、ガラス融液ＧＭが貯留される貯留槽の底面部であり、ベース孔１１を備えている。ノズル２０は、ベースプレート１０上に複数個配列されており、ノズル壁２１とノズル孔２２とを備えている。ベースプレート１０のベース孔１１及びノズル２０のノズル孔２２を通じて、ガラス融液ＧＭが引き出され、ガラス繊維ＧＦが作製される。
ブッシング１は、ベースプレート１０と、ガラス融液ＧＭを排出するノズル２０とを備えている。ベースプレート１０は、ガラス融液ＧＭが貯留される貯留槽の底面部であり、ベース孔１１を備えている。ノズル２０は、ベースプレート１０上に複数個配列されており、ノズル壁２１とノズル孔２２とを備えている。ベースプレート１０のベース孔１１及びノズル２０のノズル孔２２を通じて、ガラス融液ＧＭが引き出され、ガラス繊維ＧＦが作製される。
【0037】
図１（ｂ）に示すように、ガラス繊維ＧＦの冷却を促すための冷却フィン３０が配置されていることが好ましい。冷却フィン３０として、ガラス繊維を紡糸する際に使用される既知の冷却フィンを使用することができる。冷却フィンの材料としては、例えば、銅、銀、金、鉄、ニッケル、クロム、白金、ロジウム、パラジウム、及び、これらの合金からなる熱伝導率の高い金属などが挙げられる。冷却フィンによる冷却だけでは冷却が不充分である場合においては、冷却フィンの中に水などの液体を流すことで、さらに冷却を促すことができる。冷却フィンの配置場所は特に限定されず、例えば、冷却フィンの上端がノズルと対向するように配置されてもよい。
【0038】
図２は、ガラス繊維製造装置を構成するブッシングのノズル及び冷却フィンの配置の一例を模式的に示す底面図である。
図２に示すブッシング１Ａは、ベースプレート１０と、ベースプレート１０上に複数個配列されたノズル２０と、ベースプレート１０の長手方向の両端に設けられた、加熱のための電流を供給するターミナル４０とを備えている。図２に示すブッシング１Ａでは、ノズル２０及び冷却フィン３０が、ターミナル４０に直交するように配置されている。
図２に示すブッシング１Ａは、ベースプレート１０と、ベースプレート１０上に複数個配列されたノズル２０と、ベースプレート１０の長手方向の両端に設けられた、加熱のための電流を供給するターミナル４０とを備えている。図２に示すブッシング１Ａでは、ノズル２０及び冷却フィン３０が、ターミナル４０に直交するように配置されている。
【0039】
図３は、ガラス繊維製造装置を構成するブッシングのノズル及び冷却フィンの配置の別の一例を模式的に示す底面図である。
図３に示すブッシング１Ｂでは、ノズル２０及び冷却フィン３０が、ターミナル４０に平行に配置されている。
図３に示すブッシング１Ｂでは、ノズル２０及び冷却フィン３０が、ターミナル４０に平行に配置されている。
【0040】
［ガラス繊維製造用のブッシング］
以下、本開示のブッシングについて説明する。
本開示のブッシングは、ベースプレートと、上記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備えている。
以下、本開示のブッシングについて説明する。
本開示のブッシングは、ベースプレートと、上記ベースプレート上に複数個配列された、ガラス融液を排出するノズルとを備えている。
【0041】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレート上に配列されるノズルの数は特に限定されないが、ノズルの数が多くなれば、同時に製造できるガラス繊維の本数が多くなる。一方、ノズルの数が多すぎると、各ノズルに均等に熱がかかりにくくなるなどの不具合が生じるおそれがある。これらを考慮すると、ノズルの数は、３０個以上、５０００個以下であることが好ましく、５０個以上、５０００個以下であることがより好ましい。
【0042】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートは、水平断面が扁平状のベース孔を備え、ノズルは、上記ベース孔の輪郭に沿って上記ベースプレートから突出するノズル壁と、上記ベース孔から上記ノズル壁の先端へ向かって、上記ベース孔の形状を維持して貫通するノズル孔とを備えている。
【0043】
以下の説明においては、ベース孔及びノズル孔の断面形状が長円形状である場合について説明する。しかしながら、本開示のブッシングにおいて、ベース孔及びノズル孔の断面形状は長円形状に限定されず、例えば、矩形状、楕円形状、台形状の他、ひょうたん形状、ダンベル形状、三角形状などの形状が挙げられ、これらに類する形状も含まれる。
本明細書において、「ノズル孔の長手方向の中心軸」は、断面が長円形状である場合、長軸に相当する。
本明細書において、「ノズル孔の長手方向の中心軸」は、断面が長円形状である場合、長軸に相当する。
【0044】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートからノズル壁が突出する方向は特に限定されない。例えば、ベースプレートに対して垂直な方向にノズル壁が突出してもよいし、ベースプレートに対して斜め方向にノズル壁が突出してもよい。本開示のブッシングは、ベースプレートからノズル壁が突出する方向が同じノズルのみを備えてもよいし、ベースプレートからノズル壁が突出する方向が異なるノズルを組み合わせて備えてもよい。
【0045】
本開示のブッシングにおいては、全てのノズルでノズル壁の高さが同じであってもよいし、ノズル壁の高さが異なるノズルが含まれていてもよい。なお、ノズル壁の高さとは、ベースプレートからノズル壁の先端までの最大距離を意味する。また、ある１個のノズルに着目したとき、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離は、そのノズルにおいて一定であってもよいし、一定でなくてもよい。
【0046】
（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係るブッシングでは、ノズル壁は、ベースプレートから突出していない一対の切り欠きを有する。
本開示の第１実施形態に係るブッシングでは、ノズル壁は、ベースプレートから突出していない一対の切り欠きを有する。
【0047】
図４は、本開示の第１実施形態に係るブッシングの一例の要部を模式的に示す斜視図である。図５（ａ）は、図４に示すブッシングの長手方向の断面図であり、図５（ｂ）は、図４に示すブッシングを構成するノズルの底面図であり、図５（ｃ）は、図４に示すブッシングの短手方向の断面図である。
【0048】
図４、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、ベースプレート１０は、水平断面が扁平状のベース孔１１を備え、ノズル２０は、ベース孔１１の輪郭に沿ってベースプレート１０から突出するノズル壁２１と、ベース孔１１からノズル壁２１の先端へ向かって、ベース孔１１の形状を維持して貫通するノズル孔２２とを備えている。
【0049】
ノズル壁２１は、ベースプレート１０から突出していない一対の切り欠き２３を有している。一対の切り欠き２３は、ノズル孔２２の長手方向の中心軸を介して相対して対向している。切り欠き２３の形状は、ノズル作製時の加工の容易さから矩形状であることが好ましい。
【0050】
本開示の第１実施形態に係るブッシングにおいて、切り欠きの幅（図５（ａ）中、Ｗで示す距離）は、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ（図５（ｂ）中、Ｘ１で示す距離）の１０％以上、９５％以下であり、好ましくは１５％以上、９５％以下、より好ましくは２０％以上、９０％以下、さらに好ましくは２５％以上、９０％以下である。上記切り欠きの幅は、上記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの８０％以下であってもよい。
なお、切り欠きの幅とは、水平方向における切り欠きの最大距離を意味する。
なお、切り欠きの幅とは、水平方向における切り欠きの最大距離を意味する。
【0051】
本開示の第１実施形態に係るブッシングにおいて、切り欠きの高さ（図５（ａ）中、Ｈで示す距離）は、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離（図５（ａ）中、Ｂで示す距離）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0052】
なお、切り欠きの高さとは、鉛直方向における切り欠きの最大距離を意味する。また、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離とは、鉛直方向におけるベースプレートからノズル壁の先端までの最大距離を意味する。
【0053】
例えば、図５（ａ）において左右のノズル壁２１の高さが異なる場合、又は、ベースプレート１０に対して斜め方向にノズル壁２１が突出する場合であっても、ノズル壁がベースプレートから突出していない一対の切り欠きを有していれば、本開示の第１実施形態に含まれる。
【0054】
本開示の第１実施形態に係るブッシングでは、ノズル壁にベースプレートから突出していない一対の切り欠きを設けることで、ベースプレート表面を流れる空気が、切り欠き部分を流れるガラスに直接当たるようになり、気流による冷却効果を最大化することができる。また、切り欠きの面積が大きくなることで、冷却フィンによる冷却効果を高めることができる点からも好ましい。
【0055】
本開示の第１実施形態に係るブッシングにおいて、ノズル壁の端面は、ノズルの底面側から見て、ノズル壁の厚みが切り欠き側へ向かって減少する勾配面を有してもよい。
【0056】
図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本開示の第１実施形態に係るブッシングの別の例を構成するノズルの底面図である。
図６（ａ）においては、切り欠き２３側へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。図６（ｂ）及び図６（ｃ）においても同様に、切り欠き２３側へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。
図６（ａ）においては、切り欠き２３側へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。図６（ｂ）及び図６（ｃ）においても同様に、切り欠き２３側へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。
【0057】
ノズル壁の端面が勾配面を有する場合、勾配面は、ノズルの高さ方向全体にわたって設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。勾配面は、平面、曲面、多面的表面の何れかの面を有していればよいが、加工の容易さから平面が好ましい。
【0058】
（第２実施形態）
本開示の第２実施形態に係るブッシングでは、ノズル壁は、先端に一対の切り欠きを有し、切り欠きの高さは、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満である。
本開示の第２実施形態に係るブッシングでは、ノズル壁は、先端に一対の切り欠きを有し、切り欠きの高さは、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満である。
【0059】
図７は、本開示の第２実施形態に係るブッシングの一例の要部を模式的に示す斜視図である。図８（ａ）は、図７に示すブッシングの長手方向の断面図であり、図８（ｂ）は、図７に示すブッシングを構成するノズルの底面図であり、図８（ｃ）は、図７に示すブッシングの短手方向の断面図である。
【0060】
図７、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、ベースプレート１０は、水平断面が扁平状のベース孔１１を備え、ノズル２０は、ベース孔１１の輪郭に沿ってベースプレート１０から突出するノズル壁２１と、ベース孔１１からノズル壁２１の先端へ向かって、ベース孔１１の形状を維持して貫通するノズル孔２２とを備えている。
【0061】
ノズル壁２１は、先端に一対の切り欠き２３を有している。一対の切り欠き２３は、ノズル孔２２の長手方向の中心軸を介して相対して対向している。切り欠き２３の形状は、ノズル作製時の加工の容易さから矩形状であることが好ましい。
【0062】
本開示の第２実施形態に係るブッシングにおいて、切り欠きの幅（図８（ａ）中、Ｗで示す距離）は、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ（図８（ｂ）中、Ｘ１で示す距離）の１０％以上、９５％以下であり、好ましくは１５％以上、９５％以下、より好ましくは２０％以上、９０％以下、さらに好ましくは２５％以上、９０％以下である。上記切り欠きの幅は、上記ノズル孔の長手方向の中心軸の長さの８０％以下であってもよい。
【0063】
本開示の第２実施形態に係るブッシングにおいて、切り欠きの高さ（図８（ａ）中、Ｈで示す距離）は、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離（図８（ａ）中、Ｂで示す距離）の８０％を超え、１００％未満であり、好ましくは９０％を超え、１００％未満であり、より好ましくは９５％を超え、１００％未満であり、さらに好ましくは９８％を超え、１００％未満である。
【0064】
例えば、図８（ａ）において左右のノズル壁２１の高さが異なる場合、又は、ベースプレート１０に対して斜め方向にノズル壁２１が突出する場合であっても、上記で定義する切り欠き２３の高さが、ベースプレート１０からノズル壁２１の先端までの距離の８０％を超え、１００％未満であれば、本開示の第２実施形態に含まれる。
【0065】
本開示の第２実施形態に係るブッシングでは、ベースプレート面においてノズル孔が全周にわたってノズル壁に囲まれているため、ガラス融液がベースプレートに広がって汚れるといった問題が発生しにくくなる。また、ベースプレート面においてノズル孔が全周にわたってノズル壁に囲まれていると、後述する勾配面をノズルに加工しやすい点からも好ましい。
【0066】
本開示の第２実施形態に係るブッシングにおいて、ノズル壁の端面は、ノズルの底面側から見て、ノズル壁の厚みが切り欠き側へ向かって減少する勾配面を有してもよい。この場合、ベース孔からノズル孔へ向かってノズル壁の厚みが減少するように勾配面が設けられていることが好ましい。
【0067】
図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、本開示の第２実施形態に係るブッシングの別の例を構成するノズルの底面図である。
図９（ａ）においては、切り欠き２３側へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。図９（ｂ）及び図９（ｃ）においても同様に、切り欠き２３側へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。
図９（ａ）においては、切り欠き２３側へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。図９（ｂ）及び図９（ｃ）においても同様に、切り欠き２３側へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように、ノズル壁２１の端面に勾配面２４が設けられている。
【0068】
図９（ｄ）、図９（ｅ）及び図９（ｆ）は、それぞれ、図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すノズルを備えるブッシングの短手方向の断面図である。
図９（ｄ）においては、ベース孔１１からノズル孔２２へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように勾配面２４が設けられている。図９（ｅ）及び図９（ｆ）においても同様に、ベース孔１１からノズル孔２２へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように勾配面２４が設けられている。
図９（ｄ）においては、ベース孔１１からノズル孔２２へ向かって、すなわち矢印で示す方向へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように勾配面２４が設けられている。図９（ｅ）及び図９（ｆ）においても同様に、ベース孔１１からノズル孔２２へ向かってノズル壁２１の厚みが減少するように勾配面２４が設けられている。
【0069】
ノズル壁の端面が勾配面を有する場合、勾配面は、ノズルの高さ方向全体にわたって設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。勾配面は、平面、曲面、多面的表面の何れかの面を有していればよいが、加工の容易さから平面が好ましい。
【0070】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、本開示のブッシングを構成するノズルの別の例の底面図である。
図１０（ａ）では、ノズル孔２２の形状が矩形状であり、図１０（ｂ）では、ノズル孔２２の形状が楕円形状であり、図１０（ｃ）では、ノズル孔２２の形状が台形状である。図１０（ａ）及び図１０（ｃ）では、各辺が丸みを帯びていてもよいし、角張っていてもよい。また、図１０（ｃ）の変形例として、ひょうたん形状、ダンベル形状、三角形状などの形状が挙げられる。
図１０（ａ）では、ノズル孔２２の形状が矩形状であり、図１０（ｂ）では、ノズル孔２２の形状が楕円形状であり、図１０（ｃ）では、ノズル孔２２の形状が台形状である。図１０（ａ）及び図１０（ｃ）では、各辺が丸みを帯びていてもよいし、角張っていてもよい。また、図１０（ｃ）の変形例として、ひょうたん形状、ダンベル形状、三角形状などの形状が挙げられる。
【0071】
本開示のブッシングにおいて、ベース孔及びノズル孔の形状は、ノズル製作の容易さと、長手方向の中心軸を対称軸として対称であるガラス繊維の得やすさを考慮すると、断面が長円形状又は矩形状であることが好ましく、長円形状であることが特に好ましい。
【0072】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離（図５（ａ）及び図８（ａ）中、Ｂで示す距離）／ベースプレートの厚み（図５（ａ）及び図８（ａ）中、Ａで示す距離）の比は、０．２以上、４以下であることが好ましく、０．２以上、３以下であることがより好ましく、０．２以上、１以下であることがさらに好ましい。
【0073】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートの厚みは、例えば０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、好ましくは０．８ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下である。
【0074】
本開示のブッシングにおいて、ノズル壁の厚みは、例えば０．０５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、好ましくは０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下である。
【0075】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離は、ノズルからガラス融液を引き出す量を考慮して決定され、例えば０．１ｍｍ以上、７ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。ノズルの容積は、ノズル孔の断面積と、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離とから計算され、例えば０．３ｍｍ３以上、１４０ｍｍ３以下であり、好ましくは０．５ｍｍ３以上、８０ｍｍ３以下である。
【0076】
本開示のブッシングにおいて、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ（図５（ｂ）及び図８（ｂ）中、Ｘ１で示す距離）／ノズル孔の短手方向の最長部の長さ（図５（ｂ）及び図８（ｂ）中、Ｘ２で示す距離）の比は、通常、２以上であることが好ましく、具体的には２以上、１２以下であることが好ましく、３以上、１２以下であることがより好ましく、３以上、１０以下であることが極めて好ましい。上記比は、８以下であってもよいし、６以下であってもよい。
なお、ノズル孔の断面が長円形状である場合、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さは長軸の長さであり、ノズル孔の短手方向の最長部の長さは短軸の長さである。
なお、ノズル孔の断面が長円形状である場合、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さは長軸の長さであり、ノズル孔の短手方向の最長部の長さは短軸の長さである。
【0077】
本開示のブッシングにおいて、ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ、及び、ノズル孔の短手方向の最長部の長さは、所望するガラス繊維の繊維径により選択される。ノズル孔の長手方向の中心軸の長さは、例えば２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下である。ノズル孔の短手方向の最長部の長さは、例えば０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。特に、ノズル孔の断面が長円形状である場合、長軸の長さは、例えば２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下である。短軸の長さは、例えば０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。
【0078】
本開示のブッシングにおいては、ベース孔の断面積と、ノズル孔の先端部の断面積とが同一であることが好ましい。特に、ベース孔の断面形状と、ノズル孔の断面形状とが同一であることが好ましい。
【0079】
本開示のブッシングにおいて、ベース孔の長手方向の中心軸の長さ、及び、ベース孔の短手方向の最長部の長さは、所望するガラス繊維の繊維径により選択される。ベース孔の長手方向の中心軸の長さは、例えば２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下である。ベース孔の短手方向の最長部の長さは、例えば０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。特に、ベース孔の断面が長円形状である場合、長軸の長さは、例えば２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下である。短軸の長さは、例えば０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。
【0080】
本開示のブッシングにおいて、ノズル壁の内周面側にある一対の切り欠きの面積の総和は、一対の切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の１％以上、８０％以下であることが好ましく、３％以上、８０％以下であることがより好ましく、５％以上、７５％以下であることがより好ましく、１０％以上、７０％以下であることがさらに好ましい。
【0081】
本開示のブッシングにおいて、一対の切り欠きは、ノズル孔の長手方向の中心軸の中央で相対することが好ましく、切り欠きの形状が矩形状であることがより好ましい。
【0082】
本開示のブッシングにおいて、ベースプレートは、白金、又は、白金合金からなることが好ましい。白金合金の例として、白金をベースとして、ロジウム、金、パラジウム、銀などの貴金属との組み合わせによる合金、又は、上記貴金属や合金にジルコニアなどの微粒子が分散された強化金属などが挙げられる。ベースプレートの強度を勘案すると、白金にロジウムが５～３０重量％含まれた白金ロジウム合金、及び、白金ロジウム合金にジルコニア微粒子が分散された強化白金ロジウム合金が好ましい。
【0083】
本開示のブッシングにおいて、ノズル壁は、ベースプレートと同様、白金、又は、白金合金からなることが好ましい。ノズル壁の強度を勘案すると、白金にロジウムが５～３０重量％含まれた白金ロジウム合金、及び、白金ロジウム合金にジルコニア微粒子が分散された強化白金ロジウム合金が好ましい。ノズル壁を構成する材料は、ベースプレートを構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0084】
本開示のブッシングにおいては、切削加工、鋳造加工、パイプ潰し加工、引き延ばし加工などによりノズルを作製した後、穴あけ加工されたベースプレートに挿入、溶接加工してもよいし、ベースプレートを直接切削加工してベースプレートと一体型のノズルを作製してもよい。
【0085】
［ガラス繊維の製造方法、及び、ガラス繊維束の製造方法］
本開示のガラス繊維の製造方法は、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維の製造方法であって、本開示のブッシングの各ノズルからガラス融液を引き出して、該ガラス融液を急冷し繊維化する工程を備える。
本開示のガラス繊維の製造方法は、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維の製造方法であって、本開示のブッシングの各ノズルからガラス融液を引き出して、該ガラス融液を急冷し繊維化する工程を備える。
【0086】
また、本開示のガラス繊維束の製造方法は、本開示のガラス繊維の製造方法によりガラス繊維を得る工程と、上記ガラス繊維を複数本集束する工程とを備える。
【0087】
以下、本開示のガラス繊維の製造方法、及び、本開示のガラス繊維束の製造方法の一実施形態として、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すガラス繊維製造装置１００を用いたガラス繊維ＧＦ及びガラス繊維束ＧＳの製造方法について説明する。
【0088】
まず、貯留槽に貯留されたガラス融液ＧＭが、ベースプレート１０のベース孔１１及びノズル２０のノズル孔２２を通じて各ノズル２０から引き出される。
【0089】
各ノズル２０から引き出されたガラス融液ＧＭは、冷却過程を経て、ガラス繊維化されて、ガラス繊維ＧＦが作製される。引き出されたガラス融液ＧＭは、巻取り機５０などを用いて引っ張ることで、繊維化が促進される。
【0090】
ガラス繊維ＧＦを構成するガラスとしては、既知のガラス組成を有するものを用いることができる。既知のガラス組成としては、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＥＣＲガラス、Ａガラス、ＡＲガラスなどが挙げられる。これらの中でも、Ｅガラスはガラス中のアルカリ成分が少なく、耐水性にも優れる組成であるため、アルカリの溶出が発生しにくく、樹脂と複合化した場合に樹脂材料への影響が少ないので好ましい。ガラス融液ＧＭの温度はガラス組成によっても異なるが、Ｅガラスである場合はノズルを通る時の温度が１１００℃以上、１３５０℃以下となるように調整することが好ましい。
【0091】
各ノズル２０から引き出されたガラス融液ＧＭは、コレットを備えた巻取り機５０などにより高速で引っ張られることが好ましい。引っ張り速度は適宜調整することができ、好ましくは１００ｍ／分以上、５０００ｍ／分以下である。引っ張り速度が速くなればガラス繊維ＧＦは細くなり、一方、引っ張り速度が遅くなればガラス繊維ＧＦは太くなるため、引っ張り速度はガラス繊維ＧＦの形状設計の観点から決められる。ガラス繊維ＧＦは、コレットを備えた巻取り機５０の他に、種々の方法で引っ張ることができる。例えば、ガラス繊維ＧＦを引っ張りながら切断を行うダイレクトチョッパーを用いれば、チョップドストランドを好適に作製することができる。
【0092】
各ノズル２０から引き出されたガラス融液ＧＭは、ブッシング１と巻取り機５０との間に配置したギャザリングシュー５２によって集束されて、ガラス繊維束ＧＳが作製される。ガラス繊維束ＧＳは、巻取り機５０のコレットに巻き取られる。したがって、ベースプレート１０の中央に位置するノズル２０以外のノズル２０からは、ガラス融液ＧＭを引き出す際に角度が生じる。この角度は、ノズル２０がベースプレート１０の端に位置するほど大きくなる。
【0093】
なお、ガラス繊維ＧＦが巻取り機５０などで巻取られる前に、アプリケーター５１などを用いて、適宜集束剤をガラス繊維ＧＦに塗布してもよい。集束剤としては、界面活性剤、シランカップリング剤、ｐＨ調整剤、及び樹脂などから形成される既知の集束剤を用いることができる。粉砕などの加工を行う場合においては、集束剤を用いない場合もあるが、集束剤塗布の有無はガラス繊維の用途に従って適宜設計される。
【0094】
本開示のガラス繊維の製造方法において、各ノズルから引き出されるガラス融液の角度（ガラス繊維の引っ張り角度）は特に限定されないが、ノズル間でガラス繊維の引っ張り角度のばらつきが大きすぎると、本開示のブッシングを用いてもガラス繊維の断面形状のばらつきが大きくなるおそれがある。そのため、ガラス繊維の引っ張り角度は、０°以上、１０°以下であることが好ましく、０°以上、７°以下であることがより好ましい。
なお、ガラス繊維の引っ張り角度には、ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に引っ張るガラス繊維の角度、及び、ノズルの短手方向に引っ張るガラス繊維の角度があるが、特に断りがない場合はノズルの長手方向に引っ張るガラス繊維の角度を意味する。
なお、ガラス繊維の引っ張り角度には、ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に引っ張るガラス繊維の角度、及び、ノズルの短手方向に引っ張るガラス繊維の角度があるが、特に断りがない場合はノズルの長手方向に引っ張るガラス繊維の角度を意味する。
【0095】
ノズル孔の直下を基準として、ノズルの短手方向に引っ張るガラス繊維の角度は、ノズルの長手方向に引っ張るガラス繊維の角度よりも、ガラス繊維の断面形状のばらつきに対する影響は小さい。しかし、ノズルの短手方向に引っ張るガラス繊維の角度も大きくなりすぎると、断面形状のばらつきが大きくなるおそれがある。そのため、ノズルの短手方向に引っ張るガラス繊維の角度は、０°以上、４５°以下であることが好ましく、０°以上、３０°以下であることがより好ましい。
【0096】
以上により、長手方向の中心軸を対称軸として対称である扁平状の断面を有するガラス繊維を得ることができる。ガラス繊維の断面の大きさは、ベース孔及びノズル孔の大きさ、ガラス融液及びノズルの温度、並びに、巻取り機の引っ張り速度などによって適宜設計される。ガラス繊維の長手方向の中心軸の長さは、例えば４～８０μｍであり、好ましくは１０～６０μｍである。ガラス繊維の短手方向の中心軸の長さは、例えば１～２０μｍであり、好ましくは２．５～１５μｍである。また、ガラス繊維の扁平率は、例えば２～１０などである。
【0097】
得られたガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束において、上記複数本のガラス繊維の断面形状の扁平率の平均値は、２以上であることが好ましい。一方、上記複数本のガラス繊維の断面形状の扁平率の平均値は、８以下であることが好ましく、６．５以下であることがより好ましい。
【0098】
得られたガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束において、各ガラス繊維の断面形状の扁平率の標準偏差は、０％以上、１４％以下であることが好ましく、０％以上、１２％以下であることがより好ましく、０％以上、１０％以下であることがさらに好ましい。
本明細書において、扁平率の標準偏差とは、扁平率の平均に対する扁平率の標準偏差の割合を百分率で表したものである。
本明細書において、扁平率の標準偏差とは、扁平率の平均に対する扁平率の標準偏差の割合を百分率で表したものである。
【0099】
得られたガラス繊維が複数本集束されたガラス繊維束において、各ガラス繊維の繊維断面積の標準偏差は、０％以上、１４％以下であることが好ましく、０％以上、１２％以下であることがより好ましく、０％以上、１０％以下であることがさらに好ましい。
本明細書において、繊維断面積の標準偏差とは、繊維断面積の平均に対する繊維断面積の標準偏差の割合を百分率で表したものである。
本明細書において、繊維断面積の標準偏差とは、繊維断面積の平均に対する繊維断面積の標準偏差の割合を百分率で表したものである。
【0100】
なお、扁平率及び繊維断面積は、繊維や繊維束をある断面で切断し、その断面を観察することで求めることができる。扁平率とは各繊維の断面の長軸を短軸で除した値を指し、繊維断面積とは各繊維の断面の面積のことを指す。繊維や繊維束をある断面で切断し、その断面を観察する場合は、樹脂等に埋め込んで（包埋）、切断、研磨して観察してもよいし、繊維や繊維束をそのまま切断し、観察してもよい。
【0101】
得られたガラス繊維やガラス繊維束には、切断や粉砕、加熱、織物化、抄紙化、撚りをかけるなどの加工を適宜加えることができる。これらの加工により、チョップドストランドやチョップドストランドマット、ミルドファイバー、サーフェイスマット、ガラスペーパー、ガラス繊維織物、ロービングクロスなどの形状とすることができる。また、ガラス繊維束同士を合わせる（合糸）ことで、より本数の多いガラス繊維束を作ることもできる。
【0102】
本開示のブッシングを用いて製造されるガラス繊維、本開示のガラス繊維の製造方法により得られるガラス繊維、及び、本開示のガラス繊維束の製造方法により得られるガラス繊維束は、樹脂と複合化されることで、繊維強化樹脂物品とすることができる。ガラス繊維と複合化される樹脂として、既知の樹脂を用いることができる。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタロセン樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂、ゴム、エラストマーなどが挙げられる。繊維強化樹脂物品中には、ガラス繊維が０．０１～８０重量％含まれていてもよい。扁平状の断面を有するガラス繊維は、ガラス繊維同士が重なり合いやすくなっているので、繊維強化樹脂物品中のガラス繊維の含有量を増やすことで強度の改善に寄与し、かつ射出成形などの成形時に発生しやすい反りも抑制することが可能である。
【0103】
ガラス繊維と樹脂との複合化には、複合化する樹脂の特性に合わせて、既知の混練方法及び装置を用いることができる。熱可塑性樹脂であれば、加熱溶融式の混練機を用いることが好ましく、単軸混練機、二軸混練機、単軸混練押出機、二軸混練押出機、加熱装置を備えたニーダーやミキサーなどを用いることができる。
【0104】
また、ガラス繊維と樹脂とが混練された繊維強化樹脂物品に対しては、複合体の特性や形状に合わせて、既知の成形方法を用いることができる。熱可塑性樹脂であれば射出成形法やブロー成形法、熱硬化性樹脂であればハンドレイアップ法、スプレーアップ法、引抜成形法、ＳＭＣ法、ＢＭＣ法、トランスファー成形法などが挙げられる。扁平状の断面を有するガラス繊維は、ガラス繊維同士が重なり合いやすくなっているので、射出成形法を用いる場合においても成形品の反りを防止することができるので好ましい。成形された複合体（ガラス繊維を含む繊維強化樹脂物品）は、強度や耐熱性、耐薬品性が要求される自動車、電子機器などの部品や筐体として用いることができる。
【実施例】
【0105】
以下、実施例及び比較例を示して本開示をより具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。各実施例及び比較例で得られたガラス繊維は、以下に述べる方法にて評価された。
【0106】
〔ガラス繊維の評価方法〕
作製されたガラス繊維を冷間埋込樹脂（丸本ストルアス、エポフィックス）で固め、切断面を研磨した。その後、得られた研磨面を電界放出形走査電子顕微鏡（Ｓ―４５００、日立製作所）により観察し、繊維断面から長手方向の中心軸（長軸）および短手方向の中心軸（短軸）を対称軸として対称である形状か判定した。また、実施例１～１８及び比較例では、繊維断面１０箇所の長軸、及び短軸を測長し、長軸の平均値、短軸の平均値、および、扁平率として長軸を短軸で除した値の平均値を算出した。さらに、扁平率については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、扁平率の標準偏差（％）とした。実施例１９では、３６本のガラス繊維からなる繊維束を数束切断し、その断面を観察した。得られた写真から５０本のガラス繊維を選び出し、各繊維の長軸、及び短軸を測長し、長軸の平均値、短軸の平均値、断面積の平均値、及び扁平率として長軸を短軸で除した値の平均値を算出した。さらに、扁平率については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、扁平率の標準偏差（％）とした。また、断面積については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、断面積の標準偏差（％）とした。実施例２０、及び２１では、１９２本のガラス繊維からなる繊維束を数束切断し、その断面を観察した。得られた写真から、実施例２０では２５６本、実施例２１では２０本のガラス繊維をそれぞれ選び出し、各繊維の測長を行い、上記と同様の評価を行った。
作製されたガラス繊維を冷間埋込樹脂（丸本ストルアス、エポフィックス）で固め、切断面を研磨した。その後、得られた研磨面を電界放出形走査電子顕微鏡（Ｓ―４５００、日立製作所）により観察し、繊維断面から長手方向の中心軸（長軸）および短手方向の中心軸（短軸）を対称軸として対称である形状か判定した。また、実施例１～１８及び比較例では、繊維断面１０箇所の長軸、及び短軸を測長し、長軸の平均値、短軸の平均値、および、扁平率として長軸を短軸で除した値の平均値を算出した。さらに、扁平率については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、扁平率の標準偏差（％）とした。実施例１９では、３６本のガラス繊維からなる繊維束を数束切断し、その断面を観察した。得られた写真から５０本のガラス繊維を選び出し、各繊維の長軸、及び短軸を測長し、長軸の平均値、短軸の平均値、断面積の平均値、及び扁平率として長軸を短軸で除した値の平均値を算出した。さらに、扁平率については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、扁平率の標準偏差（％）とした。また、断面積については平均に対する標準偏差の百分率を計算し、断面積の標準偏差（％）とした。実施例２０、及び２１では、１９２本のガラス繊維からなる繊維束を数束切断し、その断面を観察した。得られた写真から、実施例２０では２５６本、実施例２１では２０本のガラス繊維をそれぞれ選び出し、各繊維の測長を行い、上記と同様の評価を行った。
【0107】
実施例１
ガラス貯留槽の底面（ベースプレート：厚み１．０ｍｍ）にノズルチップを設置し、上記ガラス貯留槽内で、溶融されたＥガラス組成のガラス融液を、１２００℃にてノズル孔を通じて引き出し、引き出されたガラスを９５８ｍ／分で巻き取って、ガラス繊維を得た。
使用したノズルチップは、ノズル壁の部材の厚みが０．５ｍｍで、ノズル孔の水平断面の長軸が４．８ｍｍ、短軸が１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離が０．６ｍｍ、切り欠きの幅が２．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５０％）、切り欠きの高さが０．６ｍｍであり、切り欠きの形状が矩形状の構造を備えるものであった。切り欠きの面積の総和は２．９ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４４％であった。
ガラス貯留槽の底面（ベースプレート：厚み１．０ｍｍ）にノズルチップを設置し、上記ガラス貯留槽内で、溶融されたＥガラス組成のガラス融液を、１２００℃にてノズル孔を通じて引き出し、引き出されたガラスを９５８ｍ／分で巻き取って、ガラス繊維を得た。
使用したノズルチップは、ノズル壁の部材の厚みが０．５ｍｍで、ノズル孔の水平断面の長軸が４．８ｍｍ、短軸が１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離が０．６ｍｍ、切り欠きの幅が２．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５０％）、切り欠きの高さが０．６ｍｍであり、切り欠きの形状が矩形状の構造を備えるものであった。切り欠きの面積の総和は２．９ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４４％であった。
【0108】
図１１は、実施例１で得られたガラス繊維の断面形状を電界放出形走査電子顕微鏡によって観察した写真である。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離が極めて短いノズルを用いたにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長手方向の中心軸（長軸）および短手方向の中心軸（短軸）を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３０．０μｍ、短軸の長さは９．４μｍであり、扁平率は３．２であった。また、扁平率の標準偏差は２．９％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離が極めて短いノズルを用いたにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長手方向の中心軸（長軸）および短手方向の中心軸（短軸）を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３０．０μｍ、短軸の長さは９．４μｍであり、扁平率は３．２であった。また、扁平率の標準偏差は２．９％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0109】
実施例２
紡糸温度を１１８０℃とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２５．６μｍ、短軸の長さは７．４μｍであり、扁平率は３．５であった。また、扁平率の標準偏差は６．４％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
紡糸温度を１１８０℃とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２５．６μｍ、短軸の長さは７．４μｍであり、扁平率は３．５であった。また、扁平率の標準偏差は６．４％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0110】
実施例３
ノズルチップの切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は２．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
ノズルチップの切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は２．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
【0111】
図１２は、実施例３で得られたガラス繊維の断面形状を電界放出形走査電子顕微鏡によって観察した写真である。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２８．２μｍ、短軸の長さは７．７μｍであり、扁平率は３．７であった。また、扁平率の標準偏差は３．８％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２８．２μｍ、短軸の長さは７．７μｍであり、扁平率は３．７であった。また、扁平率の標準偏差は３．８％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0112】
実施例４
ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に２．５°の引っ張り角度を付けて、ガラス繊維を紡糸した。それ以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に２．５°の引っ張り角度を付けて、ガラス繊維を紡糸した。それ以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
【0113】
図１３は、実施例４で得られたガラス繊維の断面形状を電界放出形走査電子顕微鏡によって観察した写真である。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、ノズルの長手方向に角度を付けてガラス繊維を引っ張ったにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２７．７μｍ、短軸の長さは８．１μｍであり、扁平率は３．４であった。また、扁平率の標準偏差は５．５％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、ノズルの長手方向に角度を付けてガラス繊維を引っ張ったにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２７．７μｍ、短軸の長さは８．１μｍであり、扁平率は３．４であった。また、扁平率の標準偏差は５．５％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0114】
実施例５
ガラス繊維の引っ張り角度を、ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に５°とした以外は、実施例４と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
ガラス繊維の引っ張り角度を、ノズル孔の直下を基準として、ノズルの長手方向に５°とした以外は、実施例４と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
【0115】
図１４は、実施例５で得られたガラス繊維の断面形状を電界放出形走査電子顕微鏡によって観察した写真である。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、実施例４よりも大きな引っ張り角度としたにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２４．３μｍ、短軸の長さは８．１μｍであり、扁平率は３．０であった。また、扁平率の標準偏差は７．５％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、実施例４よりも大きな引っ張り角度としたにもかかわらず、得られた繊維は長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２４．３μｍ、短軸の長さは８．１μｍであり、扁平率は３．０であった。また、扁平率の標準偏差は７．５％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0116】
実施例１、４および５は、ガラス繊維の引っ張り角度のみを変更して紡糸を行ったものである。ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と大きくしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．２、３．４、３．０であり、ガラス繊維の引っ張り角度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0117】
実施例６
紡糸温度を１２１０℃とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２８．８μｍ、短軸の長さは９．４μｍであり、扁平率は３．１であった。また、扁平率の標準偏差は５．４％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
紡糸温度を１２１０℃とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２８．８μｍ、短軸の長さは９．４μｍであり、扁平率は３．１であった。また、扁平率の標準偏差は５．４％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0118】
実施例７
紡糸温度を１２１０℃とした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２６．９μｍ、短軸の長さは８．８μｍであり、扁平率は３．１であった。また、扁平率の標準偏差は３．２％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
紡糸温度を１２１０℃とした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２６．９μｍ、短軸の長さは８．８μｍであり、扁平率は３．１であった。また、扁平率の標準偏差は３．２％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0119】
実施例８
紡糸温度を１１８０℃とした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２４．２μｍ、短軸の長さは７．６μｍであり、扁平率は３．２であった。また、扁平率の標準偏差は５．７％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
紡糸温度を１１８０℃とした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２４．２μｍ、短軸の長さは７．６μｍであり、扁平率は３．２であった。また、扁平率の標準偏差は５．７％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0120】
実施例１、２および６は、ガラス繊維の紡糸温度のみを変更して紡糸を行ったものである。ガラス繊維の紡糸温度を１１８０℃、１２００℃、１２１０℃としたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．５、３．２、３．１であり、ガラス繊維の紡糸温度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0121】
実施例３、７および８は、ガラス繊維の紡糸温度のみを変更して紡糸を行ったものである。ガラス繊維の紡糸温度を１１８０℃、１２００℃、１２１０℃としたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．２、３．７、３．１であり、ガラス繊維の紡糸温度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例３のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0122】
実施例９
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．９ｍｍ、切り欠きの高さを０．９ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は３．６ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．９ｍｍ、切り欠きの高さを０．９ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は３．６ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
【0123】
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは２５．４μｍ、短軸の長さは８．８μｍであり、扁平率は２．９であった。また、扁平率の標準偏差は５．９％と扁平率のばらつきが小さいものであった。
【0124】
実施例１０
ノズル孔の水平断面の長軸を６．０ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．６ｍｍ、切り欠きの幅を３．６ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６０％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍとしたノズルを用いて紡糸を行った。切り欠き面積の総和は４．３ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５４％であった。紡糸温度は１２００℃とし、それ以外の条件は実施例１と同じとした。
ノズル孔の水平断面の長軸を６．０ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．６ｍｍ、切り欠きの幅を３．６ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６０％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍとしたノズルを用いて紡糸を行った。切り欠き面積の総和は４．３ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５４％であった。紡糸温度は１２００℃とし、それ以外の条件は実施例１と同じとした。
【0125】
上記の条件にて、ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記の引っ張り角度の条件すべてにおいて、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。引っ張り角度を０°、２．５°、５°と大きくしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．１（長軸の長さ／短軸の長さ＝３９．４μｍ／９．６μｍ）、４．３（同４４．０μｍ／１０．２μｍ）、４．３（同４４．５μｍ／１０．３μｍ）であり、ガラス繊維の引っ張り角度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１０のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0126】
実施例１１
ノズルチップの切り欠き幅を３．２ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５３％）とし、紡糸温度を１１６０℃とした以外は実施例１０と同じ条件で、ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は３．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４８％であった。
ノズルチップの切り欠き幅を３．２ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５３％）とし、紡糸温度を１１６０℃とした以外は実施例１０と同じ条件で、ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は３．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４８％であった。
【0127】
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記の引っ張り角度の条件すべてにおいて、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。引っ張り角度を０°、２．５°、５°と大きくしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．４（長軸の長さ／短軸の長さ＝３９．０μｍ／８．９μｍ）、４．４（同４０．０μｍ／９．０μｍ）、４．２（同３６．６μｍ／８．８μｍ）であり、ガラス繊維の引っ張り角度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１１のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0128】
実施例１２
実施例１０に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１０と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．１（長軸の長さ／短軸の長さ＝３５．１μｍ／８．７μｍ）、４．４（同４０．６μｍ／９．２μｍ）、４．１（同３９．４μｍ／９．６μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１０のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
実施例１０に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１０と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．１（長軸の長さ／短軸の長さ＝３５．１μｍ／８．７μｍ）、４．４（同４０．６μｍ／９．２μｍ）、４．１（同３９．４μｍ／９．６μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１０のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
【0129】
実施例１３
実施例１１に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１４０℃、１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１１と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１４０℃、１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．９（長軸の長さ／短軸の長さ＝３５．３μｍ／９．１μｍ）、４．４（同３９．０μｍ／８．９μｍ）、４．０（同４０．７μｍ／１０．１μｍ）、３．６（同４２．０μｍ／１１．７μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１１のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
実施例１１に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１４０℃、１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１１と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１４０℃、１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．９（長軸の長さ／短軸の長さ＝３５．３μｍ／９．１μｍ）、４．４（同３９．０μｍ／８．９μｍ）、４．０（同４０．７μｍ／１０．１μｍ）、３．６（同４２．０μｍ／１１．７μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１１のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
【0130】
実施例１４
ノズルチップの切り欠き幅を２．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して４７％）とし、紡糸温度を１１８０℃とした以外は実施例１０と同じ条件で、繊維の引っ張り角度を０、２．５、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は３．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４２％であった。
ノズルチップの切り欠き幅を２．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して４７％）とし、紡糸温度を１１８０℃とした以外は実施例１０と同じ条件で、繊維の引っ張り角度を０、２．５、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は３．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の４２％であった。
【0131】
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記の引っ張り角度の条件すべてにおいて、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。引っ張り角度を０°、２．５°、５°と大きくしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．０（長軸の長さ／短軸の長さ＝３９．６μｍ／１０．０μｍ）、３．９（同４０．４μｍ／１０．３μｍ）、３．４（同３５．６μｍ／１０．５μｍ）であり、ガラス繊維の引っ張り角度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１４のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0132】
実施例１５
ノズルチップの切り欠き幅を２．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して４０％）とした以外は実施例１４と同じ条件で、ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は２．９ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
ノズルチップの切り欠き幅を２．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して４０％）とした以外は実施例１４と同じ条件で、ガラス繊維の引っ張り角度を０°、２．５°、５°と変更して、それぞれガラス繊維を得た。切り欠き面積の総和は２．９ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の３６％であった。
【0133】
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記の引っ張り角度の条件すべてにおいて、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。引っ張り角度を０°、２．５°、５°と大きくしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ３．８（長軸の長さ／短軸の長さ＝４０．６μｍ／１０．７μｍ）、３．７（同４１．６μｍ／１１．３μｍ）、３．８（同４３．１μｍ／１１．４μｍ）であり、ガラス繊維の引っ張り角度に起因する有意な差は認められなかった。したがって、実施例１５のノズル形状は、ブッシングから揃った断面形状の繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0134】
実施例１６
実施例１４に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１４と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．３（長軸の長さ／短軸の長さ＝３８．７μｍ／９．０μｍ）、４．０（同３９．６μｍ／１０．０μｍ）、３．８（同４０．７μｍ／１０．８μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１４のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
実施例１４に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。その他の条件は、すべて実施例１４と同じとした。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、上記のすべての温度条件において、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。紡糸温度を１１６０℃、１１８０℃、１２００℃と高くしたとき、ガラス繊維の扁平率はそれぞれ４．３（長軸の長さ／短軸の長さ＝３８．７μｍ／９．０μｍ）、４．０（同３９．６μｍ／１０．０μｍ）、３．８（同４０．７μｍ／１０．８μｍ）であり、紡糸温度が上昇しても高い扁平率を保っていた。したがって、実施例１４のノズル形状は、ベースプレートに温度ムラが生じても、扁平率の揃った繊維束を作製することができるものであると考えられる。
【0135】
実施例１７
ノズルチップの切り欠き幅を３．２ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６７％）とした以外は、実施例９と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５８％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３１．２μｍ、短軸の長さは８．６μｍであり、扁平率は３．７であった。
ノズルチップの切り欠き幅を３．２ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６７％）とした以外は、実施例９と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５８％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３１．２μｍ、短軸の長さは８．６μｍであり、扁平率は３．７であった。
【0136】
実施例１８
ノズルチップの切り欠き幅を２．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５８％）とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は３．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５１％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３２．４μｍ、短軸の長さは９．０μｍであり、扁平率は３．６であった。
ノズルチップの切り欠き幅を２．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して５８％）とした以外は、実施例１と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は３．４ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５１％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３２．４μｍ、短軸の長さは９．０μｍであり、扁平率は３．６であった。
【0137】
実施例１９
１００×７０ｍｍのベースプレート内に、実施例１０に記載のノズルチップを、１０ｍｍの間隔で矩形状に３６本（６行×６列）並べたブッシングを使用して、紡糸温度１１９０℃、巻き取り速度１６２９ｍ／分にてガラス繊維を紡糸した。
１００×７０ｍｍのベースプレート内に、実施例１０に記載のノズルチップを、１０ｍｍの間隔で矩形状に３６本（６行×６列）並べたブッシングを使用して、紡糸温度１１９０℃、巻き取り速度１６２９ｍ／分にてガラス繊維を紡糸した。
【0138】
図１５は、実施例１９で得られたガラス繊維の断面形状を電界放出形走査電子顕微鏡によって観察した写真である。
得られたガラス繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られたガラス繊維の長軸の長さは２８．２μｍ、短軸の長さは７．４μｍ、扁平率は３．８であり、断面積は１９９．５μｍ２であった。また、扁平率の標準偏差は９．２％、断面積の標準偏差は８．７％であり、断面形状のばらつきの少ないガラス繊維束であった。さらに、得られたガラス繊維束の異なる場所を測定したところ、充分な再現性が得られることを確認した。
得られたガラス繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られたガラス繊維の長軸の長さは２８．２μｍ、短軸の長さは７．４μｍ、扁平率は３．８であり、断面積は１９９．５μｍ２であった。また、扁平率の標準偏差は９．２％、断面積の標準偏差は８．７％であり、断面形状のばらつきの少ないガラス繊維束であった。さらに、得られたガラス繊維束の異なる場所を測定したところ、充分な再現性が得られることを確認した。
【0139】
実施例２０
４２６×９１ｍｍのベースプレート内に、実施例１０に記載のノズルチップを、１０ｍｍの間隔で矩形状に１９２本（６行×３２列）並べたブッシングを使用して、紡糸温度１１７０℃、巻き取り速度２１０８ｍ／分にてガラス繊維を紡糸した。
４２６×９１ｍｍのベースプレート内に、実施例１０に記載のノズルチップを、１０ｍｍの間隔で矩形状に１９２本（６行×３２列）並べたブッシングを使用して、紡糸温度１１７０℃、巻き取り速度２１０８ｍ／分にてガラス繊維を紡糸した。
【0140】
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られたガラス繊維の長軸の長さは２６．１μｍ、短軸の長さは６．６μｍ、扁平率は４．１であり、断面積は１６３．８μｍ２であった。また、扁平率の標準偏差は１２．７％、断面積の標準偏差は１２．０％であり、断面形状のばらつきの少ないガラス繊維束であった。
【0141】
実施例２１
巻き取り速度を２６８３ｍ／分とした以外は、実施例２０と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られたガラス繊維の長軸の長さは２２．３μｍ、短軸の長さは５．４μｍ、扁平率は４．２であり、断面積は１３３．９μｍ２であった。また、扁平率の標準偏差は１０．５％、断面積の標準偏差は１３．７％であり、断面形状のばらつきの少ないガラス繊維束であった。
巻き取り速度を２６８３ｍ／分とした以外は、実施例２０と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られたガラス繊維の長軸の長さは２２．３μｍ、短軸の長さは５．４μｍ、扁平率は４．２であり、断面積は１３３．９μｍ２であった。また、扁平率の標準偏差は１０．５％、断面積の標準偏差は１３．７％であり、断面形状のばらつきの少ないガラス繊維束であった。
【0142】
以上、実施例１９、２０、及び２１の結果から、実施例１０のノズル形状は、多数のノズルを備えるブッシングから揃った断面形状のガラス繊維束を作製する目的に適したものであることが確認された。
【0143】
本実施例からもわかるように、本開示により得られるガラス繊維束は、各ガラス繊維の均質性が良いものである。各ガラス繊維の均質性が良いので、各ガラス繊維は、束として引き揃え易くなり、まとまり易くなる。
【0144】
実施例２２
切り欠きの幅を４．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して８０％）とし、紡糸温度を１１９０℃とした以外は、実施例１０と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３５．０μｍ、短軸の長さは１１．７μｍであり、扁平率は３．０であった。
切り欠きの幅を４．８ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して８０％）とし、紡糸温度を１１９０℃とした以外は、実施例１０と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．８ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３５．０μｍ、短軸の長さは１１．７μｍであり、扁平率は３．０であった。
【0145】
実施例２３
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．９ｍｍ、切り欠きの高さを０．９ｍｍとした以外は、実施例２２と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は８．６ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３８．４μｍ、短軸の長さは１１．４μｍであり、扁平率は３．４であった。
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．９ｍｍ、切り欠きの高さを０．９ｍｍとした以外は、実施例２２と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は８．６ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３８．４μｍ、短軸の長さは１１．４μｍであり、扁平率は３．４であった。
【0146】
実施例２４
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を１．２ｍｍ、切り欠きの高さを１．２ｍｍとした以外は、実施例２２と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は１１．５ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３８．１μｍ、短軸の長さは１０．９μｍであり、扁平率は３．５であった。
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を１．２ｍｍ、切り欠きの高さを１．２ｍｍとした以外は、実施例２２と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は１１．５ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の７２％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３８．１μｍ、短軸の長さは１０．９μｍであり、扁平率は３．５であった。
【0147】
実施例２５
ノズル孔の水平断面の長軸を７．２ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．６ｍｍ、切り欠きの幅を４．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６１％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍとしたノズルを用いて、紡糸温度を１１９０℃としてガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．３ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５６％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４５．６μｍ、短軸の長さは１２．３μｍであり、扁平率は３．７であった。
ノズル孔の水平断面の長軸を７．２ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、ベースプレートからノズル壁の先端までの距離を０．６ｍｍ、切り欠きの幅を４．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して６１％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍとしたノズルを用いて、紡糸温度を１１９０℃としてガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は５．３ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の５６％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４５．６μｍ、短軸の長さは１２．３μｍであり、扁平率は３．７であった。
【0148】
実施例２６
ノズルチップの切り欠き幅を５．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して７５％）とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は６．５ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の６８％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４８．２μｍ、短軸の長さは１３．８μｍであり、扁平率は３．５であった。
ノズルチップの切り欠き幅を５．４ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して７５％）とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は６．５ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の６８％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４８．２μｍ、短軸の長さは１３．８μｍであり、扁平率は３．５であった。
【0149】
実施例２７
ノズル孔の水平断面の長軸を８．４ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、切り欠きの幅を６．０ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して７１％）とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は７．２ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の６６％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは５３．２μｍ、短軸の長さは１２．９μｍであり、扁平率は４．１であった。
ノズル孔の水平断面の長軸を８．４ｍｍ、短軸を１．２ｍｍ、切り欠きの幅を６．０ｍｍ（ノズル孔の長軸に対して７１％）とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。切り欠きの面積の総和は７．２ｍｍ２であり、切り欠きの面積を含むノズル壁の内周面の総面積の６６％であった。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは５３．２μｍ、短軸の長さは１２．９μｍであり、扁平率は４．１であった。
【0150】
実施例２８
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３７．７μｍ、短軸の長さは９．５μｍであり、扁平率は４．０であった。
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２５と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは３７．７μｍ、短軸の長さは９．５μｍであり、扁平率は４．０であった。
【0151】
実施例２９
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２６と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４１．８μｍ、短軸の長さは１０．１μｍであり、扁平率は４．１であった。
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２６と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４１．８μｍ、短軸の長さは１０．１μｍであり、扁平率は４．１であった。
【0152】
実施例３０
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２７と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４３．４μｍ、短軸の長さは９．２μｍであり、扁平率は４．７であった。
紡糸温度を１１６０℃とした以外は、実施例２７と同じ条件でガラス繊維を紡糸した。得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長円形の断面を有し、長軸および短軸を対称軸として対称であるガラス繊維であることが確認された。得られた繊維の長軸の長さは４３．４μｍ、短軸の長さは９．２μｍであり、扁平率は４．７であった。
【0153】
比較例１
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を３．０ｍｍ、切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）、切り欠きの高さを１．８ｍｍ（ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の６０％）としたノズルを用いて、１１９０℃にてガラス繊維を紡糸した。ガラス繊維の引っ張り角度が０°においては、扁平率４．１の長円形の断面を有するガラス繊維が得られたが、ノズルの長手方向に対して１．５°の角度を付けて紡糸したところ、扁平率が１０％低下し、短軸を対称軸として非対称な繊維となった。さらに、ノズルの長手方向に対して６°の角度を付けて紡糸したところ、扁平率がさらに１７％低下した。このノズル形状は、ノズルの長手方向に角度を付けて繊維を引っ張った際に繊維の扁平率が低下しやすく、繊維の断面形状がばらつきやすいものであった。
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を３．０ｍｍ、切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）、切り欠きの高さを１．８ｍｍ（ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の６０％）としたノズルを用いて、１１９０℃にてガラス繊維を紡糸した。ガラス繊維の引っ張り角度が０°においては、扁平率４．１の長円形の断面を有するガラス繊維が得られたが、ノズルの長手方向に対して１．５°の角度を付けて紡糸したところ、扁平率が１０％低下し、短軸を対称軸として非対称な繊維となった。さらに、ノズルの長手方向に対して６°の角度を付けて紡糸したところ、扁平率がさらに１７％低下した。このノズル形状は、ノズルの長手方向に角度を付けて繊維を引っ張った際に繊維の扁平率が低下しやすく、繊維の断面形状がばらつきやすいものであった。
【0154】
比較例２
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を１．０ｍｍ、切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍ（ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の６０％）としたノズルを用いた以外は、実施例１と同じ条件にてガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長軸の長さは２０．１μｍ、短軸の長さは８．８μｍ、扁平率は２．３であり、充分に扁平化した繊維を得ることができなかった。
ノズルチップのベースプレートからノズル壁の先端までの距離を１．０ｍｍ、切り欠きの幅を２．０ｍｍ（ノズル孔の長軸の長さに対して４２％）、切り欠きの高さを０．６ｍｍ（ベースプレートからノズル壁の先端までの距離の６０％）としたノズルを用いた以外は、実施例１と同じ条件にてガラス繊維を紡糸した。
得られた繊維を上記ガラス繊維の評価方法に沿って評価したところ、長軸の長さは２０．１μｍ、短軸の長さは８．８μｍ、扁平率は２．３であり、充分に扁平化した繊維を得ることができなかった。
【0155】
比較例３
比較例１に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１７０℃、１１９０℃、１２１０℃、１２３０℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。紡糸温度が１１９０℃においては、扁平率が４．２と高扁平率のガラス繊維が得られたが、紡糸温度を１２１０℃まで高くしたところ、ガラス繊維の扁平率は３．６と、若干の低下がみられた。さらに紡糸温度を１２３０℃まで高くしたところ、ガラス繊維の扁平率は２．１と大幅に低下した。また、紡糸温度が１１７０℃においては、ガラス繊維が切れて紡糸することができなかった。このノズル形状は、高扁平率のガラス繊維が得られる温度範囲が狭く、ベースプレートの温度ムラの影響で繊維の断面形状がばらつきやすいものであった。
比較例１に記載のノズルチップを使用して、紡糸温度を１１７０℃、１１９０℃、１２１０℃、１２３０℃と変更して、それぞれガラス繊維を得た。紡糸温度が１１９０℃においては、扁平率が４．２と高扁平率のガラス繊維が得られたが、紡糸温度を１２１０℃まで高くしたところ、ガラス繊維の扁平率は３．６と、若干の低下がみられた。さらに紡糸温度を１２３０℃まで高くしたところ、ガラス繊維の扁平率は２．１と大幅に低下した。また、紡糸温度が１１７０℃においては、ガラス繊維が切れて紡糸することができなかった。このノズル形状は、高扁平率のガラス繊維が得られる温度範囲が狭く、ベースプレートの温度ムラの影響で繊維の断面形状がばらつきやすいものであった。
【0156】
各実施例及び比較例の結果を以下の表１～表１７にまとめて示す。
【0157】
【表1】
【0158】
【表2】
【0159】
【表3】
【0160】
【表4】
【0161】
【表5】
【0162】
【表6】
【0163】
【表7】
【0164】
【表8】
【0165】
【表9】
【0166】
【表10】
【0167】
【表11】
【0168】
【表12】
【0169】
【表13】
【0170】
【表14】
【0171】
【表15】
【0172】
【表16】
【0173】
【表17】
【符号の説明】
【0174】
１，１Ａ，１Ｂ ブッシング
１０ ベースプレート
１１ ベース孔
２０ ノズル
２１ ノズル壁
２２ ノズル孔
２３ 切り欠き
２４ 勾配面
３０ 冷却フィン
４０ ターミナル
５０ 巻取り機
５１ アプリケーター
５２ ギャザリングシュー
１００ ガラス繊維製造装置
ＧＦ ガラス繊維
ＧＭ ガラス融液
ＧＳ ガラス繊維束
Ａ ベースプレートの厚み
Ｂ ベースプレートからノズル壁の先端までの距離
Ｈ 切り欠きの高さ
Ｗ 切り欠きの幅
Ｘ１ ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ
Ｘ２ ノズル孔の短手方向の最長部の長さ
１０ ベースプレート
１１ ベース孔
２０ ノズル
２１ ノズル壁
２２ ノズル孔
２３ 切り欠き
２４ 勾配面
３０ 冷却フィン
４０ ターミナル
５０ 巻取り機
５１ アプリケーター
５２ ギャザリングシュー
１００ ガラス繊維製造装置
ＧＦ ガラス繊維
ＧＭ ガラス融液
ＧＳ ガラス繊維束
Ａ ベースプレートの厚み
Ｂ ベースプレートからノズル壁の先端までの距離
Ｈ 切り欠きの高さ
Ｗ 切り欠きの幅
Ｘ１ ノズル孔の長手方向の中心軸の長さ
Ｘ２ ノズル孔の短手方向の最長部の長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】