Способ изготовления стекловолокон и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ(944497

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сотоэ Советских

Сотаналистическнх

Ресттублнк

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 14.0 1.75 (21) 2099206/28-12

Ъ (51) M. Кл.

С 03 F 37)00 (23) Приоритет— (32) 14.01,74(п,1)

26.08,74(п.2) (31) 432897;500303 (33) СЩА

Государственный комитет

СССР (53) УДК 666.

° 189(088.8) Опубликовано 15.07.82. Бюллетень J% 26

Дата опубликования описания 18.07.82 оо делам изобретений и открытий

Ин остранец

Эцварц Томас Стриклэнц (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Нитто Босеки Ко, Лтц." (Япония) (7!) Заявитель (54) СПССОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОВОЛОКОН

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к произвоцству стекловолокон, а именно к способам и устройствам пля изготовления стекловолокон.

Известен способ изготовления стекло- . волокон, при котором вытягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через фильтры, подают в зону выхода потока стеклоконусов из фильерьт охлажцаюшую срепу в виде сплош-1п ной струи и отводят ее (1).

Известно также устройство пля осуществления этого способа, содержащее резервуар цля расплава стекломассы, фильеру в виде плоской пластины с отверс— тиями, расположенной у основания резерsyapa, средство цля вытягивания стекловолокон и средства для подачи и отвода охлаждающей газовой среды (1).

Однако стекловолокно, полученное данным способом, имеет нецостаточно высокое качество.

Цель изобретения — повышение качества волокон путем предотвращения залива, фильер расплавленной стекломассой.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления стекловолокон, при котором вьпягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через фильеры, поцают в зону выхода потока стеклоконусов из ф льеры охлажцающую срецу в вице сплошной струи и отвоцят ее, охлаждакхпую срепу в виде непрерывной струи газа постоянно направляют к зоне выхода стеклоконусов из фильеры поц углом 46-90 по крайней мере с одной.стороны потока стеклоконусов.

Кроме того, в устройстве цля осуществления способа изготовления стекловолокон срецство цля поцачи охлаждающей га» зовой срецы содержит газовое сопла, расположенное поц пластиной с отверстиями на расстоянии 2,5-51 см.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, общий виц;, на фиг. 2 - пластина с отверстиями, виц сбоку; на фиг. 3 — то же, разрез»

3 9444

Устройство содержит резервуар 1 для расплава стекломассы. Резервуар 1 раэмешен во втулке 2, в центре которой расположена головка 3 с расплавленным ствклом. Резервуар 1 имеет основание 4 и может быть выполнен квадратным, прямоугольным или цилиндрическим. У основания 4. резервуара 1 расположена филье- . ра в виде пластины 5 с отверстиями 6.

Над втулкой 2 размещено средство для ф вытягивания стекловопокон в виде клапана 7, с помощью которого внутренняя часть втулки 2 сообщается с источником жидкого стекла 8. При открывании и закрывании клапана 7 стекловолокно течет из источника жидкого стекла 8 в резервуар

l. Для регулирования количества стекла внутри втулки 2 во внутренней ее части размешена платиновая трубка 9, направ ленная вверх через клапан 7. Клапан 7 связан с регулятором 10 посредством винтового. стержня 11. Регулятор 10 клапана связан со звуковым индикатором 12 глубины, реагирует на его сигналы и перемешает в соответствии с ними клапан 7 вверх или вниз rro втулке 2, обеспечивая протекание стекломассы на втулку 2. Сте» клянные волокна 13 вытягиваются через отверстия 6 пластины 5.

С пластиной 5 контактирует платиновый

39 стержень 14, соединенный с источником электрического тока, обеспечивающим увеличение температуры пластины. На платиновом стержне 14 закреплен медный сте- ржень 15 для обеспечения между ними электрического тока. Медный стержень, 15 имеет водяное охлаждение для снижения температуры в точке контакта между" стернями 14 и 15. Регулирование температуры пластины 5 можно осушествлять также путем индукционного нагрева. Тем- 40 пература пластины 5 находится в пределах 2050-2300

В зону выхода стеклоконусов из фильеры подают охлаждаюшую среду в виде сплошной струи 16 газа под углом 4690 с помощью средства, содержашего

6 газовое сопло 17. Газовое сопло 17 рас положено под пластиной 5 с отверстиями

6 на расстоянии 2,5-51 см.

- Основание втулки 2 имеет. керамическую опору 18 для изоляции от пластины

5 с отверстиями 6. Резервуар 1 и керамическая опора 18 окружены изолирующим материалом 19, размещенным между токопроводяшими стеркнями 14 и 15 и источ-sS ником жидкого стекла 8. Изолирующий материал 19 образует кольцевое пространство 20 вокруг втулки 2, в резервуаре 1

97 4 которой размешена катушка нагревателя 1

2 1, предназначенная для компенсации тепловых потерь> связанных с теплопрово дностью иэолируюшего материала. Катушка нагревателя 21 соединена с термопаpoN, с помошью которой осушествляется контроль величины протекающего в ней тока, в результате чего регулируется * количество создаваемого ей тепла, компенсируюшего потери. Второй слой изолирующего материала.22 размещен сверху и пространственно отделен or источника жидкого стекла 8, создавая тем самым изолирующий промежуток 23. Для обеспечения покрытия отдельных стекловолокон ° смазочным материалом, например крахмалом, для уменьшения трения между сосешиими волокнами под газовым соплом установлена масленка 24.

Пример осуществления rrperlnaraeMot способа.

Использованную в этом примере стандартную втулку беэ наконечника выполняют из плоского листа сплава пластины (80% платины, 20% радия) толщиной

0,40 дюйма (1,0 мм). В плоской власстине просверливают отверстия 9 0,052 дюйма (1,32 мм), расположенные шестиугольником с расстояниями между центрами 0 070 дюйма (11 78 см) Прямо угольная часть втулки, в которой расходятся отверстия, равна примерно 1,25 дюйма в ширину (3,125 см) и приблизительно 2,85 дюйма в длину (7,24см) с попеременно расположенными рядами по

17 и 18 отверстий. Каждый ряд содержит примерно 46 отверстий.

Стекло типа Е расплавляют в стандартной печи стекольного производства для получения ванны с расплавленным стеклом, примерно 10 дюймов глубины (25,4 см), температура в которой составляет приблизительно 2300 Р (1600 С), после чего изготавливаются стеклянные волокна с использованием вышеописанной пластины . Пластину снабжают нагревателем, а температуру пластины поддерживают на уровне примерно 2100 F (1149 С).

Стандартную смазку осуществляют с помацью ролика, подаюшего ее на волокна, которые наматываются со скоростью примерно 3000 футов/мин (914,4 мlмин) °

Для того, чтобы поддерживать состоя-, ние, в котором происходит разделение волокон, из вертикально расположенных шести сопел 6 1,4 люйма (0,61 см),,расположенных в ряду с одной стороны пластины с отверстиями на расстоянии примерно 5 дюймов (12,70 см), вниз

5 9444 от нее подается воздух, поток которого направляется вверх вдоль длинной стороны части, на которой располагаются отверстия под углом примерно 15 от вертикали. Воздух подается под давлением, значения которого находятся в диапазоне 3-5 футов избыточного давления на квадратный дюйм (от 0,21 до 0,35 кг/см свыше атмосферного давления). Происходит усйешное вытягивание волокон при посто- lo янных рабочих условиях, при этом непрерывно поддерживается разделение нитей.

В процессе испопьэования имело место. некоторое искривжние пластины с отверстиями, причем на ней возникают как вог- 1> нутые, так и выпуклые участки, а искривпзние пластины не улучшает условий получения волокон.

Формула изобретения

1. Способ изготовления стекловолокон, при котором вытягивают волокна из потока расплавленной стекломассы, которую пропускают через плоские фильеры, nona- >> ют в зону выхода потока стеклоконусов

97 6 из фильеры охлаждающую среду в виде ,сплошной струи и отводят ее, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества волокон путем прецотврашеМия залива фильер расплавленной стек« ломассой, охлаждающую среду постояно направляют к зоне выхода стеклоконуссв иэ фильеры нод углом 46-90 по крайней мере с одной стороны отока стеклоконусев.

2. Устройство для осуществления способа по.п, 1, содержащее резервуар для расплава стекломассы, фильеру в виде плоской пластины с отверстиями, расположенной у ос нования резервуара, средство цля вытягивания стекловолокон и средства цля подачи и. отвода охлаждающей газовой среды, о т л и ч а ю m е е с я тем, что средство для подачи охлаждающей газосреды содержит соцло, расположенное под нластиной с отверстиями на расстоянии 2,5

51 см.

Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3474148, кл. 65-2, 1969.