特許 7535120 ガラス繊維ノズル構造、ブッシング及び生産装置

(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】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】ガラス繊維ノズル構造、ブッシング及び生産装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/083 20060101AFI20240807BHJP

【ＦＩ】

C03B37/083

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022552645

(86)(22)【出願日】2021-12-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-12

(86)【国際出願番号】 CN2021137163

(87)【国際公開番号】W WO2023092699

(87)【国際公開日】2023-06-01

【審査請求日】2022-09-02

(31)【優先権主張番号】202111441759.X

(32)【優先日】2021-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】517101366

【氏名又は名称】ジュシ グループ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ツァオ クオロン

(72)【発明者】

【氏名】マ ウェイロン

(72)【発明者】

【氏名】ズー ジャンビン

(72)【発明者】

【氏名】ズー チーシン

(72)【発明者】

【氏名】シェン シューミン

(72)【発明者】

【氏名】ワン ハイシン

【審査官】富永 泰規

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１０３６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３３０３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２７５７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３１９３３８４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２１９７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ ３７／０８－０８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズル本体及び前記ノズル本体に設けられた孔部を含むガラス繊維ノズル構造であって、
前記孔部は、上孔部、及び前記上孔部に連通し、かつ前記上孔部の下方に位置する下孔部を含み、前記下孔部の断面は長形をなし、前記下孔部の軸心線に垂直な平面上の投影において、前記下孔部の投影は前記上孔部の投影の内に位置し、前記下孔部の長さと幅の比は５～１２であり、
前記上孔部の断面面積は、上から下へ漸縮し、
前記上孔部の容積は、前記下孔部の容積の２～５倍であることを特徴とするガラス繊維ノズル構造。

【請求項2】

前記上孔部の断面は長形をなし、且つ前記上孔部の断面の延在方向は、前記下孔部の断面の延在方向と同じであることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項3】

前記上孔部と前記下孔部との軸心線が重なり合うことを特徴とする請求項２に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項4】

前記上孔部の断面の長さと幅の比が５～８であることを特徴とする請求項２に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項5】

前記下孔部は、入口と出口とを含み、前記入口は、上孔部に連通し、前記出口は、溶融状態のガラス液の流出のために用いられ、そのうち、
前記出口の長さは６ｍｍ～８ｍｍの間であり、前記出口の幅は０．６ｍｍ～１．２ｍｍの間であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項6】

前記ノズル本体は、接続された第１本体及び第２本体を含み、前記第２本体は前記第１本体の下面に突出して設けられ、前記上孔部は、前記第１本体内に設けられ、前記下孔部は、少なくとも部分的に前記第２本体に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項7】

前記上孔部の高さは０．８ｍｍ～１．４ｍｍ、及び／又は、
前記下孔部の高さは０．８ｍｍ～１．６ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項8】

前記第２本体により形成された前記下孔部の孔壁の肉厚は、上から下へ、漸減することを特徴とする請求項６に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項9】

前記下孔部は直孔であり、上から下へ、前記第２本体の断面外輪郭形状が漸減することを特徴とする請求項８に記載のガラス繊維ノズル構造。

【請求項10】

板本体と、前記板本体に設けられた請求項１～９のいずれか１項に記載のノズル構造と、を含むことを特徴とするガラス繊維ブッシング。

【請求項11】

前記ノズル構造は、前記板本体と一体成形されていることを特徴とする請求項１０に記載のガラス繊維ブッシング。

【請求項12】

池窯、請求項１０又は１１に記載のガラス繊維ブッシング、油塗布溝、集束輪及び糸引き機を含む、ガラス繊維生産装置であって、
前記池窯には液出口が設けられており、
前記ブッシングが前記液出口上に設けられ、前記ブッシング上のノズルの増粘上孔部は前記液出口に対向して設けられ、
前記油塗布溝、前記集束輪及び前記糸引き機は、前記ブッシングの下方に順次間隔を置いて設けられている、ガラス繊維生産装置。

【請求項13】

プロセス風管をさらに含み、複数の前記プロセス風管が前記ブッシングの両側に対称に設けられ、前記プロセス風管の吹出口は前記ブッシングと前記油塗布溝との間に位置することを特徴とする請求項１２に記載のガラス繊維生産装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］

【0002】

本願は、２０２１年１１月２９日に中国国家知的財産権局に提出された出願番号が２０２１１１４４１７５９．Ｘであり、発明名称が「ガラス繊維ノズル構造、ブッシング及び生産装置」である中国特許出願の優先権を主張しており、そのすべての内容は引用によって本願に結合される。

【0003】

本願はワインダ機器の技術分野に関し、特にガラス繊維ノズル構造、ブッシング及び生産装置に関する。

【背景技術】

【0004】

現在、連続ガラス繊維の生産過程は、原料は池窯で溶解した後、１枚または複数のブッシングに流れ、ブッシングの底板にノズルがあり、ガラスはノズルを通過した後、糸引き機の牽引で連続ガラス繊維を形成する。その中で、扁平断面ガラス繊維も連続ガラス繊維の一種であり、その表面積が円形断面のガラス繊維よりも大きいため、樹脂との界面接着力の向上にさらに有利であり、近年、複合材料分野で広く普及している。業界内では扁平断面ガラス繊維を生産する設備、生産プロセスにそれぞれ違いがある。

【0005】

一方、従来技術では、扁平なガラス繊維を生産する過程で使用されたノズルの構造は比較的複雑で、加工が困難で、損傷しやすいという問題があり、さらにノズル及びブッシングの使用周期が短く、扁平ガラス繊維の連続的な生産に不利である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本出願は、上記の問題を解決することを目的とする。本願の一つの目的は、上記の問題のいずれかを解決するガラス繊維ノズル構造、ブッシング及び生産装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の目的を達成するために、本願は以下の技術案によって実現され、
本願の第１の側面によれば、ノズル本体と、前記ノズル本体に設けられた孔部とを含むガラス繊維ノズル構造を提供し、
前記孔部は、上孔部、及び前記上孔部に連通し、かつ前記上孔部の下方に位置する下孔部を含み、前記下孔部の断面は長形をなし、前記下孔部の軸心線に垂直な平面上の投影において、前記下孔部の投影は前記上孔部の投影の内に位置し、前記下孔部の長さと幅の比は５～１２である。

【0008】

そのうち、前記上孔部の断面は長形をなし、且つ前記上孔部の断面の延在方向は、前記下孔部の断面の延在方向と同じである。

【0009】

そのうち、前記上孔部と前記下孔部との軸心線が重なり合う。

【0010】

そのうち、前記上孔部の断面の長さと幅の比は５～８である。

【0011】

そのうち、前記上孔部の断面面積は、上から下へ漸縮する。

【0012】

そのうち、前記上孔部の容積は、前記下孔部の容積の２～５倍である。

【0013】

そのうち、前記下孔部は、入口と出口とを含み、前記入口は、上孔部と連通し、前記出口は、溶融状態のガラス液の流出のために用いられ、そのうち、
前記出口の長さは６ｍｍ～８ｍｍの間であり、前記出口の幅は０．６ｍｍ～１．２ｍｍの間である。

【0014】

そのうち、前記ノズル本体は、接続された第１本体及び第２本体を含み、前記第２本体は、前記第１本体の下面に突出して設けられ、前記上孔部は、前記第１本体内に位置し、前記下孔部は、少なくとも部分的に前記第２本体内に位置する。

【0015】

そのうち、前記上孔部の高さは０．８ｍｍ～１．４ｍｍ、及び／又は、
前記下孔部の高さは０．８ｍｍ～１．６ｍｍである。

【0016】

そのうち、前記第２本体により形成された前記下孔部の孔壁の肉厚は、上から下へ、漸減する。

【0017】

前記下孔部は直孔であり、上から下へ、前記第２本体の断面外輪郭形状が漸減する。

【0018】

本願の第２の側面は、板本体と、板本体に設けられた第１の側面で記載のノズル構造とを含むガラス繊維ブッシングを提供する。

【0019】

そのうち、前記ノズル構造は、前記板本体と一体成形されている。

【0020】

本願の第３の側面は、池窯、第２の側面で記載されたブッシング、油塗布溝、集束輪、糸引き機を含む、ガラス繊維生産装置を提供する。

【0021】

前記池窯には液出口が設けられており、
前記ブッシングが前記液出口上に設けられ、前記ブッシング上のノズルの増粘上孔部は前記液出口に対向して設けられ、
前記油塗布溝、前記集束輪及び前記糸引き機は、前記ブッシングの下方に順次間隔を置いて設けられており、
そのうち、プロセス風管をさらに含み、複数の前記プロセス風管が前記ブッシングの両側に対称に設けられ、前記プロセス風管の出口は前記ブッシングと前記油塗布溝との間に位置する。

【0022】

明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する図面は、本願の実施例を示し、説明とともに本願の原理を説明するために使用される。これらの図面では、類似の符号は類似の要素を表すために用いられる。以下の説明における図面は、全ての実施例ではなく、本願のいくつかの実施例である。当業者にとっては、創造的な労働を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本願のガラス繊維ノズルの構造概略図を例示的に示している。

【図2】図１におけるＡ－Ａ方向の断面図である。

【図3】図１におけるＢ－Ｂ方向の断面図である。

【図4】本願のガラス繊維ノズルの構造概略図を例示的に示している。

【図5】本願のガラス繊維ブッシングの構造概略図を例示的に示している。

【図6】本願のガラス繊維生産装置の構造概略図を例示的に示している。

【図7】本願のガラス繊維生産装置により生産された扁平なガラス繊維の走査型電子顕微鏡図を例示的に示している。

【図8】本願のガラス繊維生産装置により生産された扁平なガラス繊維の走査型電子顕微鏡図を例示的に示している。

【図9】本願のガラス繊維生産装置により生産された扁平なガラス繊維の走査型電子顕微鏡図を例示的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下に、本願の実施例における図面を結合して、本願の実施例における技術案を明確に、完全に説明し、明らかに、説明された実施例は、本願の一部の実施例であるが、すべての実施例ではない。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行うことなく取得した他のすべての実施例は、本願請求された範囲に属する。なお、衝突しない場合には、本願における実施例及び実施例における特徴は互いに任意に組み合わせてもよい。

【0025】

扁平断面ガラス繊維の生産過程において、業界内で扁平断面ガラス繊維を生産する設備、生産プロセスにはそれぞれ違いがある。そのうち、一つの生産装置では、ブッシングの下面には複数の溝が設けられ、各溝の断面形状はＶ型、Ｕ型または半円形であり、各溝には複数対の間隔で設けられたノズルが設けられ、各対のノズル対は互いに隣接し、溝の中心軸線に対して対称に配置され、溶融状態のガラス液は一対のノズルのポートから流出してガラスフィラメントに抽出される。しかし、上記生産装置は、一対のノズルのうち２つのノズル間の間隔が小さい場合、２本のガラスフィラメントが１本のガラスフィラメントに線引きされやすく、そのガラスフィラメントの断面形状が円形に似て、一対のノズルのうち２つのノズル間の間隔が大きいと、２本のガラスフィラメントが線引き中に互いに当接しにくくなり、円形断面を有する２本のガラスフィラメントが形成されてしまい、扁平なガラス繊維の形成に不利になるという問題がある。同時に、この生産装置におけるノズルは構造が複雑で、加工に不利で、使用周期が短いという問題もある。

【0026】

別の生産装置では、ノズルの下部に複数の突出縁を対称に設けることにより、溶融状態のガラス液が突出縁近傍で延伸し、突出縁とノズル中心との結線に垂直な方向に急冷及び硬化されて、断面形状が楕円形又は繭形の異形断面ガラス繊維を生産する。しかし、このようなノズルは楕円形または繭形断面ガラス繊維を生産する過程で、突出縁が壊れやすく、ブッシングを頻繁に交換する必要がある。

【0027】

さらに別の生産装置では、ノズルの長軸方向両側に切り欠きを対称に設け、そして、冷却媒体を通して、両側のガラス液を冷却することにより、両側のガラス液を迅速に冷却結晶化させることができ、扁平断面のガラス繊維の形成に有利であるが、依然としてノズルが損傷しやすいという問題があり、ブッシングの使用寿命を大幅に低下させた。

【0028】

またあるいは、従来のガラス繊維を生産するためのノズルにおける孔部の形状は長方形であり、孔部は上部と下部に分けられて、このうち、上部の長さは下部の長さと同じであり、下部の幅は上部の幅より大きい。しかしながら、ノズルは通常ブッシングと一体構造であるため、このような上小下大の構造形態では、加工が非常に困難であり、生産されたガラス繊維の寸法制御性が悪い。

【0029】

本願のガラス繊維ノズルは、ノズル本体上に孔部が設けられ、孔部が順次連通された上孔部と下孔部を含み、そのうち、下孔部の軸心線に垂直な平面上の投影において、下孔部の投影が上孔部の投影中に位置し、一方では、このような上大下小の形態は、ノズル構造の加工により有利であり、加工精度を保証し、加工効率を向上し、他方では、上孔部によって溶融状態のガラス液の粘性を増加させ、下孔部のアスペクト比を５～１２とすることによって、ノズル構造を介して生産されたガラス繊維のアスペクト比を２．７～４．２の間に保持させ、サイズの小さい下孔部はガラス繊維のサイズ制御により有利であり、そして扁平ガラス繊維の性能を効果的に向上させる。

【0030】

以下、本願に従って提供されたガラス繊維ノズル構造について図面を用いて詳細に説明する。

【0031】

図１は、本願のガラス繊維ノズル構造の構造概略図を例示的に示している。

【0032】

例示的な実施例によれば、図１～図４に示すように、本実施例は、ノズル本体１と、ノズル本体１上に設けられた孔部２とを含むガラス繊維ノズル構造１００を提供する。

【0033】

例示的に、孔部２は、上孔部２１と下孔部２２とを含む。下孔部２２は上孔部２１と連通しており、下孔部２２は上孔部２１の下方に位置している。溶融状態のガラス液は、上孔部２１の上面から孔部２に入り込んで、下孔部２２から流出し、ガラス液を使用要求に応じた扁平なガラス繊維に形成させるために、下孔部２２の断面を長形の構造に設定するとともに、下孔部２２の長さと幅の比を５～１２に設定する。説明すべきこととして、長形とは、一方向の寸法が他の方向の寸法よりも大きい構造を指す。

【0034】

そのうち、下孔部２２の軸心線に垂直な平面上の投影において、下孔部２２の投影が上孔部２１の投影内に位置して、上孔部２１の容積が下孔部２２の容積よりも大きくなるようにする。例えば、上孔部２１が直孔であれば、投影は一つの円であり、この場合、下孔部２２の投影はこの円内に位置する。また、例えば、上孔部２１がテーパ孔であれば、投影は環状であり、下孔部２２の投影はこの環状内に位置する。このように設計することにより、上孔部２１に入るガラス液の流量が下孔部２２から流出するガラス液の流量よりも大きくなり、ガラス液はまず上孔部２１内で予備冷却し、ガラス液の粘性を増加させ、後に下孔部２２から流出し、それにより後に扁平なガラス繊維を形成するのに便利になる。

【0035】

本願のガラス繊維ノズルは、ノズル本体上に孔部２が設けられ、孔部が順次連通された上孔部２１と下孔部２２を含み、そのうち、下孔部２２の軸心線に垂直な平面上の投影において、下孔部２２の投影が上孔部２１の投影中に位置し、一方では、このような上大下小の形態は、ノズル構造の加工により有利であり、加工精度を保証し、加工効率を向上し、他方では、上孔部２１によって溶融状態のガラス液の粘性を増加させ、下孔部２２のアスペクト比を５～１２とすることによって、ノズル構造１００を介して生産されたガラス繊維のアスペクト比を２．７～４．２の間に保持させ、サイズの小さい下孔部２２はガラス繊維のサイズ制御により有利であり、ひいては扁平ガラス繊維の性能を効果的に向上させる。

【0036】

また、本願においては、１つのノズル構造１００には、材料を排出するための下孔部２２が１つだけ設けられており、下孔部２２のアスペクト比を制御し、サイズの大きな上孔部２１に合わせることにより、ガラス繊維の材料排出を実現し、加工が容易であるとともに、生産されたガラス繊維の性能を保証することができる。

【0037】

例示的には、図２及び図３を参照して示すように、ノズル本体１は、接続された第１本体１１及び第２本体１２を含む。このうち、第２本体１２は、第１本体１１の下面に突出して設けられている。第１本体１１と第２本体１２の材料は同一であってもよく、異なっていてもよい。いくつかの実施例では、第１本体１１と第２本体１２の材料は同じ材料を選択し、一体成形して、ノズル本体１の生産コストを低減し、ノズル本体１の生産効率を高める。

【0038】

例示的には、図１乃至図４を参照して、孔部２の使用状態において、上孔部２１及び下孔部２２は、上方位及び下方位応じて配列され、即ち、溶融状態のガラス液が上孔部２１から孔部２に入り込み、下孔部２２から流出するようにする。このうち、上孔部２１は第１本体１１内に設けられ、下孔部２２は少なくとも部分的に第２本体１２内に設けられている。

【0039】

そのうち、第２本体１２は予め定められた肉厚を有し、いくつかの実施例では、第２本体１２の予め定められた肉厚の厚さ範囲は０．８ｍｍ～１．４ｍｍである。ガラス繊維の実際の生産過程において、第２本体１２の肉厚が０．８ｍｍ未満と薄い場合、ガラス繊維の糸引き中において第２本体１２は損傷しやすい一方、第２本体１２の肉厚が１．４ｍｍ以上と厚い場合、糸引き中にガラス繊維の放熱に不利であり、使用要求に応じた扁平なガラス繊維の形成にも不利である。したがって、本実施例では、第２本体１２の予め設定された肉厚を０．８ｍｍ～１．４ｍｍの間に設計することにより、ガラス繊維が連続糸引き中において第２本体１２が損傷されないことを保証するとともに、加工生産も容易であり、ガラス繊維の放熱に有利であり、それによりガラス繊維の扁平率を保証し、ガラス繊維の使用性能を向上させることができる。

【0040】

いくつかの実施例では、図１～図４に示すように、第２本体１２の内部には下孔部２２が形成されており、上から下へ、第２本体１２によって形成された下孔部２２の孔壁の肉厚が漸減している。なお、第２本体１２の断面形状は、生産されたガラス繊維の冷却を容易にするとともに、ノズル本体１の生産コストを低減することができるように、長形または長円形を含むことができる。

【0041】

すなわち、第１本体１１の頂面に平行な平面を断面とし、第１方向に沿って、第２本体１２の断面面積を漸縮式構造としている。なお、第１の方向は、第２の本体１２が第１の本体１１に接続された一端から第２の本体１２の第１の本体１１から離れた一端までの延在方向と理解することができ、図１に示すＸ方向のように、第１の方向は上から下までの延在方向と理解することもできる。なお、第２本体１２の断面面積を漸縮式構造に設計することによって、ノズル構造を通過したガラス液が孔部２から流出する際に、第１の方向に沿って、ノズル構造の冷却媒体、例えば冷却液などを通過することによって、ガラス液に対して、冷却効果の漸増の冷却過程を行い、さらに、ガラス液を早急に冷却させ、高温のガラス液がノズル構造の使用周期に影響することを回避する。

【0042】

いくつかの実施例では、図２～図４に示すように、下孔部２２は直孔であり、上から下へ、第２本体１２の断面外郭形状が漸減し、それによって上述の実施例における第２本体１２内に形成された下孔部２２の孔壁の肉厚が漸減することを実現し、さらにガラス繊維の降温冷却を実現するとともに、構造の信頼性を高め、ガラス繊維の成形品質を保証する。

【0043】

いくつかの実施形態では、上孔部２１の横断面は長尺状であり、上孔部２１の断面の延在方向は第２本体１２内に設けられた下孔部２２の断面の延在方向と同じである。上孔部２１を長方形などの長形に設計することで、後続に形成されたブッシング上のノズル構造のレイアウト密度を高め、さらに生産性を高めることができる。

【0044】

一の具体的な実施例では、第２本体１２内の下孔部２２は、第１本体１１内に設けられた上孔部２１と対向して設けられている。すなわち、この上孔部２１の軸心線は下孔部２２の軸心線と重なり、ノズル構造１００の加工製作を容易にする一方で、溶融状態のガラス液が孔部２を流れる際により円滑になる。

【0045】

別の具体的な実施例では、上孔部２１の横断面の長さと幅の比は５～８である。このうち、上孔部２１のアスペクト比の設定は、生産されたガラス繊維の扁平度の生産要求を効果的に保証することができる一方で、上孔部２１の容積も保証できて、上孔部２１を流れるガラス液が上孔部２１中で予備冷却され、ガラス液の粘性を高めて、後続の扁平ガラス繊維の生産を容易にすることができる。

【0046】

図１及び図２に示すように、いくつかの実施例では、第１本体１１の上面に平行な平面を断面として、上孔部２１の断面面積が漸縮する。上から下へ流れる過程でガラス液の粘性が徐々に増大するように設けられることで上孔部２１は漏斗のような形状を形成し、この構造の上孔部２１はガラス液の下への流れを容易にし、下孔部２２から安定的に流出し、ガラス液の流れ過程でその内部に気泡が現れるなどの現象を回避し、ガラス繊維の使用要求を保証する。

【0047】

一例として、上孔部２１の内壁面は、対向する２つの長形斜面と、２つの長形斜面の両端をそれぞれ連結するテーパ面とを含み、長形斜面は上から下へ上孔部２１の中軸方向に傾斜し、テーパ面の半径は上から下へ漸減するように設けられることで、ガラス繊維の流れをよりスムーズにさせ、ガラス繊維の製品品質をさらに向上させる。

【0048】

図１～図４に示すように、いくつかの実施例では、上孔部２１の高さは０．８ｍｍ～１．４ｍｍであり、この高さ範囲内の上孔部２１は加工製作が容易であり、かつ、ノズル構造１００及び後続に形成されたブッシングの使用周期を効果的に保証でき、ブッシングの交換頻度を低下させることができる。なお、本実施形態では、上孔部２１の断面形状は、長形又は長円形を含んでもよい。断面形状が長形または長円形の上孔部２１は、上孔部２１の容積を増大させ、上孔部２１内に適切な容量のガラス液が貯留されることを保証し、その後の扁平なガラス繊維の連続的な生産を保証することができる。

【0049】

図１～図４に示すように、下孔部２２の少なくとも一部は、第２本体１２内に設けられている。下孔部２２は上孔部２１と連通しており、下孔部２２は上孔部２１の下方に位置している。ここで、溶融状態のガラス液は、上孔部２１の上面から孔部２に入り込んで、下孔部２２から流出し、ガラス液を使用要求に応じた扁平なガラス繊維に形成させるために、下孔部２２の断面を長形の構造に設定するとともに、下孔部２２の長さと幅の比を５～１２に設定する。なお、別の実施形態では、下孔部２２の断面形状は、また加工製造に便利な長円形を含んでもよく、及び下孔部２２のアスペクト比の設定に基づいて扁平なガラス繊維を形成するのに便利である。

【0050】

図２及び図３に示すように、いくつかの実施例では、下孔部２２は入口及び出口を含む。そのうち、入口は、上孔部と連通し、出口は、溶融状態のガラス液の流出のために用いられる。そのうち、一実施例では、下孔部２２の出口の長さは６ｍｍ～８ｍｍの間であり、出口の幅は０．６ｍｍ～１．２ｍｍの間である。このように設計すると、下孔部２２の出口の寸法が上記範囲である場合、生産されたガラス繊維の断面の長さは２１μｍ～４０．５μｍであり、ガラス繊維の断面の幅は５μｍ～１５μｍであり、したがって、このガラス繊維の断面のアスペクト比は２．７～４．２の間に保持され、それによって後の複合材料の扁平ガラス繊維に対する使用要求を満たす。

【0051】

なお、いくつかの具体的な実施例では、扁平ガラス繊維の連続的な生産を容易にするように、下孔部２２の断面の長さと幅の比は６～１０である。上孔部２１の断面積は下孔部２２の断面積よりも大きいため、ガラス液の上から下への流れがよりスムーズになり、ガラス液の供給不足による頻繁な糸切れ現象が回避される。

【0052】

いくつかの実施例では、下孔部２２の高さは０．８ｍｍ～１．６ｍｍである。この高さ範囲の下孔部２２は、後続のブッシングの厚さを所定の範囲内に保持することができ、ノズル構造１００及びブッシングの加工難度を効果的に低減することができ、ノズル構造１００の使用周期を保証し、扁平ガラス繊維の連続的な生産を容易にし、ブッシングの交換周波数を低減することができる。

【0053】

図１～図３に示すように、いくつかの実施例では、上孔部２１の容積は下孔部２２の容積の２～５倍である。そのうち、上孔部２１の容積と下孔部２２の容積との比が２未満であると、上孔部２１を流れる速度と、下孔部２２を流れる速度との差が小さくなり、糸引き中にガラス液が糸切れ現象を起こしやすくなり、ガラス繊維の連続性が低下する。一方、上孔部２１の容積と下孔部２２の容積との比が５よりも大きいと、上孔部２１を流れる速度と下孔部２２を流れる速度との差が大きくなり、下孔部２２に対するガラス液の衝撃効果が増大し、さらに溶融状態のガラス液が高温状態であるため、上孔部２１にガラス液が溜まりすぎると、高温状態のため、上孔部２１と下孔部２２との接続位置が破壊され、これにより、下孔部２２の使用周期が著しく低下する。そのため、上孔部２１の容積を下孔部２２の容積の２～５倍に設計し、扁平なガラス繊維の連続的な生産を効果的に保証し、ノズル構造の使用周期を高める。

【0054】

いくつかの具体的な実施例では、上孔部２１の容積は下孔部２２の容積の２．４～４．５倍であり、この実施形態では、下孔部２２の断面形状は長形または長円形であり、下孔部２２の断面の長さと幅の比が６～１０である場合、扁平ガラス繊維の糸引き中における円滑性、および扁平ガラス繊維生産の連続性を効果的に高めることができ、同時に、ノズル構造１００の使用期間を有効に保証し、延長することもできる。なお、本実施例におけるノズル構造１００を経て生産された扁平ガラス繊維の断面のアスペクト比は３～５であり、この扁平ガラス繊維は良好な比表面積、引張強度及び曲げ強度を有し、後続の生産される複合材料の使用要求を満たすことができる。

【0055】

例示的な実施例によれば、図５に示すように、本実施例より提供されたガラス繊維ドレイン２００は、板本体３と、ドレイン構造１００とを含む。

【0056】

一実施例において、板本体３とノズル構造１００は一体構造であり、加工生産が容易である。

【0057】

例示的には、板本体３の形状は、長方形または正方形であってもよい。

【0058】

図５に示すように、板本体３には複数のノズル構造１００が設けられている。ここで、第２の方向に沿って、複数のノズル構造１００がアレイのように板本体３上に配置されている。なお、第２の方向は、図５のＹ方向のように、板本体３の長手方向に沿って延びる方向と理解することができる。ノズル構造１００のを板本体３上にアレイに配置することにより、ノズル構造１００を経て形成された糸状のガラス液から放射された熱が均一に放熱され、生産された扁平ガラス繊維のトウの性能が向上する。

【0059】

なお、ノズル構造１００は、他の形態で板本体３上に配置されてもよく、例えば、上下２行における隣接するノズル構造１００が順に交互に配置されることなど、ノズル構造１００を板本体３上に均一に配置されていればよい。

【0060】

いくつかの実施例では、板本体３上の複数のノズル構造１００は、（５０～１００）行Ｘ（５～３０）列のように配置され、板本体３上のノズル構造１００の総数を２５０～３０００の間に維持させて、扁平ガラス繊維の生産ニーズを満たす。

【0061】

いくつかの具体的な実施例では、板本体３上の複数のノズル構造１００は、（６０～８０）行Ｘ（１０～２０）列のように配置され、板本体３上のノズル構造１００の総数を６００～１６００の間に維持させて、扁平ガラス繊維の生産ニーズを満たすと同時に、ブッシング２００の加工製作に便利であり、ブッシング２００の加工製作コストを低減する。

【0062】

図５に示すように、いくつかの実施例では、ノズル構造１００は、板本体３に嵌設されていてもよい。板本体３の上面から板本体３の底面までの延在方向に、ノズル構造１００の出口の端面が板本体３の底面より０．６ｍｍ～１．２ｍｍ高く、ガラス液がブッシング２００から流出した後、ノズル構造１００の下端に糸根を形成し、扁平ガラス繊維の成形品質と生産効率を高めるのに便利である。

【0063】

図５に示すように、いくつかの実施例では、板本体３に冷却通路４が設けられている。Ｙ方向に沿って、複数の冷却通路４が間隔を空けて設置されている。そのうち、隣接する２列のノズル構造１００の間には、一つの冷却通路４が設けられ、該冷却通路４の軸線がノズル構造１００の長軸方向と平行に設けられた。なお、冷却通路４内に冷却媒体を入れて、冷却媒体はノズル構造１００の長軸方向の冷却を容易にし、糸状のガラス液から放射された熱を均一に冷却させ、ガラス液を孔部２の長軸両側で冷却結晶させ、扁平なガラス繊維を形成するのに便利である。

【0064】

上記実施例では、板本体３にアレイ状に配列されたノズル構造１００を設け、隣接する２列のノズル構造１００の間に冷却通路４を設けることにより、扁平ガラス繊維の生産ニーズを満たすとともに、扁平ガラス繊維の成形品質と生産効率を向上させる。一方、本実施例のブッシング２００は使用周期が長く、加工製作が容易である。

【0065】

例示的な実施例によれば、図６に示すように、本実施例は、池窯１０、ブッシング２００、油塗布溝２０、集束輪３０、および糸引き機４０を含むガラス繊維生産装置を提供する。

【0066】

例示的には、池窯１０上には、溶融状態のガラス液が流出するための液出口が設けられている。ブッシング２００が、液出口に設けられ、そのうち、ブッシング２００上のドレイン構造１００の上孔部２１の上面が液出口に対向して設けられている。油塗布溝２０、集束輪３０及び糸引き機４０は、ブッシング２００の下方に順次間隔を空けて設けられている。

【0067】

いくつかの実施例では、図６に示すように、ガラス繊維生産装置は、プロセス風管５０をさらに含む。複数のプロセス風管５０は、ブッシング２００の両側に対称に設けられており、プロセス風管５０の吹出口は、ブッシング２００と油塗布溝２０との間に位置しており、ノズル構造１００の両側と孔部２から流出したガラス繊維トウを噴霧で冷却し、扁平なガラス繊維の形成を容易にし、さらに扁平ガラス繊維の生産効率を向上させる。

【0068】

本実施例では、鉱物粉料１１０は、池窯１０内で溶融状態を形成したガラス液に搬送され、その後、ブッシング２００上の扁平状のノズル構造１００を介して流出し、糸根を形成し、その後、ガラス繊維６０を形成し、ガラス繊維６０は油塗布溝２０を通して浸潤剤塗布を行い、その後、集束輪３０を介して集束し、さらに糸引き機４０上の糸引き機ヘッド４０１を介して糸塊を巻回形成し、プロセス風管５０は、糸引き成形されたガラス繊維６０を空冷するために用いられ、ガラス繊維の扁平率と生産効率を効果的に向上させる。

【0069】

今、以下の表１を通じて、本願のノズル構造、ブッシング及び対応する生産装置によって生産された扁平なガラス繊維（すなわち異形断面のガラス繊維）のパラメータを統計した。

【0070】

【表1】

【表2】

【0071】

図７～図９は、一部の実施形態に示されたノズル構造及びブッシング及び対応する生産装置で生産された扁平なガラス繊維の走査電子顕微鏡図を示している。図７は、実施例１のノズル構造及びブッシングを用いて生産された扁平ガラス繊維の走査電子顕微鏡図である。図８は、実施例３のノズル構造及びブッシングを用いて生産された扁平ガラス繊維の走査電子顕微鏡図である。図９は、実施例９のノズル構造及びブッシングを用いて生産された扁平ガラス繊維の走査電子顕微鏡図である。

【0072】

本願のブッシング構造によれば、構造が簡単で、製造しやすく、しかも使用寿命が長いという利点があり、ブッシングの製作コストが低く、普及応用が容易であり、図７から図９と表１から分かるように、本願のガラス繊維生産装置によって生産されたガラス繊維の品質は安定しており、断面長短径比は制御しやすく、その生産された扁平ガラス繊維の断面アスペクト比は２．７～４．２の間であり、後続の複合材料生産の扁平ガラス繊維に対する性能要求を満たすことができる。

【0073】

上記の説明された内容は、単独で、または様々な方法で組み合わせて実施することができ、これらの変形はすべて本願の保護範囲内にある。

【0074】

なお、本文では、第１や第２などの関係用語は、１つのエンティティまたは操作を別のエンティティまたは操作と区別するためにのみ使用されており、これらのエンティティまたは操作間の関係を必ずしも要求または暗示しているわけではないことに注意すべき。さらに、用語「含む」、「含める」、またはその他の任意のバリエーションは、一連の要素を含むプロセス、方法、物品または装置がそれらの要素だけでなく、明示的にリストされていない他の要素も含むように、非排他的な包含をカバーすることを意図しており、またはそのようなプロセス、方法、物品、または装置に固有の要素も含む。これ以上の制限がない場合、文「１つを含む」によって定義される要素は、その要素を含むプロセス、方法、物品、またはデバイスに別の同じ要素が存在することを除外するものではない。

【0075】

最後に、上述の実施例は、本出願の技術案を説明するためのみに用いられ、それを制限するものではない。前述した実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、前述した各実施例に記載の技術案を依然として変更し、又はそのうちの一部の技術的特徴を同等に置換することが可能であり、これらの変更又は置換は、対応する技術案の本質を本出願の各実施例の技術案の精神及び範囲から逸脱させないものである。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本願のガラス繊維ノズル構造では、ノズル本体上に孔部が設けられ、孔部が順次連通された上孔部と下孔部を含み、そのうち、下孔部の軸心線に垂直な平面上の投影において、下孔部の投影が上孔部の投影中に位置し、一方では、このような上大下小の形態は、ノズル構造の加工により有利であり、加工精度を保証し、加工効率を向上し、他方では、上孔部によって溶融状態のガラス液の粘性を増加させ、下孔部のアスペクト比を５～１２とすることによって、ノズル構造を介して生産されたガラス繊維のアスペクト比を２．７～４．２の間に保持させ、サイズの小さい下孔部はガラス繊維のサイズ制御により有利であり、そして扁平ガラス繊維の性能を効果的に向上させる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】