繊維製造装置の集束剤塗布装置及び集束剤塗布方法
【課題】塗布ローラの位置を精度よく微調整可能にする、ガラスフィラメントへの集束剤塗布装置を提供する。
【解決手段】繊維製造装置1の集束剤塗布装置5は、ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントfを導出し、それらフィラメントfを複数のフィラメント群Fとなるように複数の集束ローラ6aで集束してストランドSを製造する繊維製造装置1に装備され、前記集束ローラ6aよりブッシング側において多数のフィラメントfに集束剤を塗布する装置5であり、共通のローラ軸13にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントFに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラ14と、集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラ14の外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイ16と、複数の集束剤供給トレイ16の下側に配置された共通の１つの回収トレイ17を備えている。
【解決手段】繊維製造装置1の集束剤塗布装置5は、ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントfを導出し、それらフィラメントfを複数のフィラメント群Fとなるように複数の集束ローラ6aで集束してストランドSを製造する繊維製造装置1に装備され、前記集束ローラ6aよりブッシング側において多数のフィラメントfに集束剤を塗布する装置5であり、共通のローラ軸13にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントFに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラ14と、集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラ14の外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイ16と、複数の集束剤供給トレイ16の下側に配置された共通の１つの回収トレイ17を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製造装置の集束剤塗布装置及び集束剤塗布方法に関し、特に集束剤塗布装置の集束剤塗布ローラと、集束剤塗布ローラに集束剤を供給する集束剤供給トレイの構造を改良したものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス繊維の製造装置においては、複数種類の無機材料を調合したガラス原料をガラス溶融炉内で溶融し、高温に溶融した溶融ガラスを溶融ガラス貯留槽に導入し、その底部のブッシングに形成された多数のノズルから連続的に多数の微小径のガラスフィラメントを導出して冷却し、それら多数のガラスフィラメントの表面に集束剤を塗布し、そのガラスフィラメントを集束ローラで集束してガラスストランドとし、このガラスストランドを円筒状の巻取りコレットに巻き取って回巻体を製造する。
【０００３】
近年、ガラス繊維製造の生産性を高める為に、数百〜数千本のノズルを形成した大型のブッシングを装備したガラス繊維製造装置が実用に供されている。特許文献１のガラス繊維の製造装置においては、ブッシングに形成した多数のノズルから多数のガラスフィラメントが導出され、これら多数のガラスフィラメントを複数のガラスフィラメント群に群分けし、集束剤塗布装置により集束剤を塗布してから複数の集束ローラで集束し、複数条のガラスストランドを製造し、巻取り装置に取り付けた複数の紙管に巻き取る。
【０００４】
前記の集束剤塗布装置は、多数のガラスフィラメントに集束剤を塗布する集束剤塗布ローラと、この集束剤塗布ローラに塗布する為の集束剤を貯溜し且つその集束剤を集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された集束剤供給トレイとを備えている。回転駆動される集束剤塗布ローラの下端部を集束剤供給トレイ内の集束剤に浸漬させて、その外周面に集束剤を塗布し、集束剤塗布ローラの外周面にガラスフィラメントを接触させることで、ガラスフィラメントに集束剤を塗布するようになっている。
【０００５】
特許文献２のポリエステル繊維の製造技術においても、油剤（集束剤）を塗布する油剤付与工程において、回転する油剤付与ローラの下部を油剤供給皿内の油剤に浸漬させ、ローラ外周面に油剤を均一に付着させ、ローラ外周面にポリエステルのマルチフィラメントを接触させることで、マルチフィラメントに油剤を塗布する。
【０００６】
従来の集束剤塗布装置（特許文献１，２）の集束剤塗布ローラは、複数のフィラメント群の多数のフィラメントに集束剤を塗布できるように連続した１本の共通の塗布ローラに形成されていた。集束剤供給トレイも集束剤塗布ローラに集束剤を塗布できるように集束剤塗布ローラ以上の長さに構成されていた。
【０００７】
集束剤塗布ローラの外周面に集束剤を均一に塗布する為に、集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と集束剤塗布ローラの外周面間の隙間をローラ外周面が前記上端縁に接触しない程度の微小隙間に設定しておく必要がある。集束剤塗布ローラに接触するガラスフィラメントの走行速度は約２０００ｍ／分〜６０００ｍ／分もの高速であるため、上記の隙間が大きい場合には、フィラメントの随伴エア流が上記の隙間から集束剤塗布ローラの下側へ流入し、集束剤が波立ち、ローラ外周面に集束剤が均一に塗布されずに塗布ムラが発生する。
【０００８】
集束剤塗布ローラに集束剤の塗布ムラが発生し、ガラスフィラメンの表面に十分に集束剤の被膜が形成されない場合、ガラスフィラメント同士の結束力が弱くなり、ガラスストランドの集束性が悪くなる。その結果、その後の撚糸、整経、製織工程の際にガラスストランドにおけるガラスフィラメントの折れや糸切れにより毛羽が発生し易くなる。
【０００９】
そこで、集束剤供給トレイの上端縁と集束剤塗布ローラの外周面間の隙間の大きさを、ガラスフィラメントの種類に応じた走行速度、ガラスフィラメントの材質、集束剤の種類に応じて調整するため、集束剤供給トレイの両端付近には、トレイの上下方向位置を調整する調整ボルトと、トレイの水平方向位置を調整する調整ボルトなどが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１２７９７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２６６０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のガラス繊維製造装置では、前記集束剤塗布ローラが複数のガラスフィラメント群に対応する長い共通の塗布ローラに形成されているため、前記の複数の調整ボルトを操作して、集束剤供給トレイの上端縁と集束剤供給ローラの外周面間の隙間を調整する際に、塗布ローラの全長に亙って均一の微小隙間となるように塗布ローラの位置を精密に微調整することが難しかった。そのため、ガラスフィラメントへ集束剤を均一に塗布することが難しく、ガラスストランドの品質を安定させることが難しかった。そして、前記隙間を微調整する際には多くの時間と労力も要していた。しかも、塗布ローラの軸心が微小に撓んでいる場合には、その修正が困難で、前記隙間の大きさの変動要因になっていた。
【００１２】
集束剤塗布ローラが長い共通の塗布ローラであるため、塗布ローラの外周面のうちフィラメント群とフィラメント群の間に、フィラメントが接触しない部分が発生し、そこに集束剤が無駄に塗布されていたため集束剤が酸化により劣化しやすかった。
【００１３】
本発明の目的は、繊維製造技術において、集束剤供給トレイの上端縁と塗布ローラ間の隙間を簡単に精度よく微調整可能にし、ガラスフィラメントへの集束剤の均質な塗布を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置は、ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する繊維製造装置に装備され、前記集束ローラよりブッシング側において多数のフィラメントに集束剤を塗布する繊維製造装置の集束剤塗布装置において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、前記集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイとを備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成を有するため、集束剤塗布ローラは、集束剤を塗布するフィラメント群に対応する長さの短いローラになり、集束剤供給トレイの長さも集束剤塗布ローラと同様に短くなり、集束剤供給トレイが小型化する。それ故、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラ間の隙間を調整する際に、集束剤塗布ローラの全長に亙って隙間が均一となるように高精度に隙間調整することが可能になり、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することが可能になる。
【００１６】
上記の構成において、前記フィラメントがガラスフィラメントであり、前記繊維製造装置がガラス繊維製造装置であることが好ましい。
【００１７】
上記の構成において、前記各集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と前記集束剤供給トレイに対応する前記集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を調整可能な隙間調整手段を備えることが好ましい。隙間調整手段により、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を、フィラメントの材質、フィラメントの走行速度、集束剤の種類等に応じた隙間に調整することで、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することができ、フィラメントに集束剤を均一に塗布できる。
【００１８】
上記の構成において、前記隙間調整手段は、前記集束剤供給トレイの上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構を両方有することが好ましい。集束剤供給トレイの上下方向位置の調整と水平方向位置の調整を介して、前記隙間の大きさと、この隙間の集束剤ローラに対する相対的な位置を最適に調整することができる。特に、集束剤供給トレイの上下方向位置を調整することで、集束剤塗布ローラの集束剤への浸漬深さも調整できる。
【００１９】
上記の構成において、前記ローラ軸が金属材料で構成され、前記集束剤塗布ローラがカーボン材料で構成されることが好ましい。ローラ軸の剛性を確保し、各集束剤塗布ローラの位置を安定させることができる。
【００２０】
上記の構成において、前記集束剤塗布ローラの直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。集束剤塗布ローラの直径を上記のように小さく設定することで、集束剤塗布ローラからフィラメントに作用する摩擦力を小さくして、糸切れしにくくすることができる。微小径のフィラメントを製造する際に特に有効である。
【００２１】
上記の構成において、前記複数の集束剤供給トレイの下側に、前記複数の集束剤供給トレイから漏れた集束剤を回収する１つの共通の回収トレイを設けることが好ましい。複数の集束剤塗布ローラや複数のフィラメントから落下する集束剤を回収トレイに確実に回収することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長が均一化するように、前記集束剤塗布ローラは、前記ローラ軸の軸心と直交する面と平行にフィラメントが接触する部分を最大径部とし、その最大径部から軸心方向へ離隔する程小径化するように形成することが好ましい。集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長を短かくしつつ均一化できるため、複数のフィラメントに作用する張力を小さく均一化し、複数のフィラメントの太さを均一化し、糸切れを生じにくくすることができる。
【００２３】
本発明の集束剤塗布方法は、繊維製造装置のブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する際に、前記集束ローラよりブッシング側において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備された複数の集束剤塗布ローラにより、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置によれば、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、複数の集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイとを備え、複数の集束剤塗布ローラは、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備されているため、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラ間の隙間を調整する際に、集束剤塗布ローラの全長に亙って隙間が均一となるように高精度に隙間調整することが可能になり、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することが可能になり、製造するストランドの品質を安定させることができる。
【００２５】
共通のローラ軸に複数の集束剤塗布ローラを装備したため、１つの回転駆動手段で共通のローラ軸を介して複数の集束剤塗布ローラを回転駆動可能である。
フィラメント群に対応する長さの集束剤塗布ローラにすることができるため、集束剤塗布ローラに無駄に集束剤が塗布されることをなくし、集束剤の劣化を抑制できる。
本願発明のその他の作用効果については実施例に記載するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に係るガラス繊維製造装置の斜視図である。
【図２】ガラス繊維製造装置の正面図である。
【図３】ガラス繊維製造装置の縦断側面図である。
【図４】集束剤塗布装置の正面から視た斜視図である。
【図５】集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【図６】隙間調整機構のＬ形部材の斜視図である。
【図７】集束剤塗布ローラの断面図である。
【図８】溶融ガラス貯留槽とブッシングの底面図である。
【図９】変形例の集束剤塗布ローラの断面図である。
【図１０】実施例２の集束剤塗布装置の正面から視た斜視図である。
【図１１】実施例３の集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【図１２】実施例４の集束剤塗布装置の平面図である。
【図１３】実施例４の集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２８】
最初に、実施例１に係るガラス繊維製造装置１とその集束剤塗布装置５について、図１〜図８に基づいて説明する。図２の前後、左右、上下を前後、左右、上下として説明する。図１、図２に示すように、ガラス繊維製造装置１は、矢印Ａで示す上流側から溶融ガラスが供給される溶融ガラス貯留槽２を有し、この溶融ガラス貯留槽２の底部の白金製のブッシング３には多数の微小径のノズル３ａが形成され、これら多数のノズル３ａから溶融状の多数のガラスフィラメントｆを夫々導出し、それら複数のガラスフィラメントｆからなるガラスフィラメント群Ｆを複数の集束ローラ６ａで集束してガラスストランドＳを製造する装置である。
【００２９】
具体的には、ガラス繊維製造装置１は、溶融ガラス貯留槽２と、その底部のブッシング３と、多数のガラスフィラメントｆに冷却水を噴霧する複数の噴霧ノズル４と、多数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する複数の集束剤塗布装置５と、複数の集束ローラ６ａ（集束ガイド）を含む集束機構６と、複数本のガラスストランドＳを複数の巻取りコレット８ａに巻取るワインダー８と、ワインダー８の上流側位置で複数本のガラスストランドＳを綾振りするトラバース機構７などを有する。
【００３０】
ガラス繊維製造装置１は、天井側の天井壁（図示略）と、後側の後側仕切壁１０と、左側の左側壁１１と、右側の右側壁（図示略）と、右側面の一部を開閉可能な開閉扉（図示略）等を有する。
【００３１】
前記ブッシング３には、図８の底面図に模式的に示すように、複数行複数列のマトリックス状に多数（例えば、数百〜数千）のノズル３ａが形成されている。尚、図８中において、点線で示した１３はローラ軸、１４は集束剤塗布ローラを示している。
【００３２】
前記集束機構６は、電動モータ（図示略）で回転駆動される水平な集束用回転軸６ｂと、この集束用回転軸６ｂに固定された複数の集束ローラ６ａを備えている。本実施例のガラス繊維製造装置１は、３つの集束ローラ６ａを介して３本のガラスストランドＳを製造し、３つの巻取りコレット８ａに巻き取る構成であるため、ブッシング３の多数のノズル３ａは３群に群分けされ、各群の多数のガラスフィラメントｆがそれに対応する集束ローラ６ａに集束されてガラスストランドＳになる。
【００３３】
集束用回転軸６ｂよりもブッシング３側において、３群に群分けされた多数のガラスフィラメントｆに３組の集束剤塗布装置５により集束剤Ｂを夫々塗布するように構成してある。前記トラバース機構７は、左側壁１１側のターレット支持部１２から水平に右方へ延び且つ電動モータ（図示略）で回転駆動されるトラバース用回転軸７ａと、３つの集束ローラ６ａに対応するようにトラバース用回転軸７ａに固定された３つのワイヤトラバース７ｂとを有し、各ワイヤトラバース７ｂが回転しながらガラスストランドＳをトラバース用回転軸７ａと平行方向へ綾振りすることで、巻取りコレット８ａに均等に巻取るようになっている。
【００３４】
前記ワインダー８は、ターレット支持部１２に回転可能に装備されたターレット８ｂと、このターレット８ｂに片持状に平行に装備されて右方へ水平に延びた２つのスピンドル８ｃと、ターレット８ｂに付設され各スピンドル８ｃを回転駆動する電動駆動モータ（図示略）と、３つの巻取りコレット８ａが満巻き状態になった時その一方のスピンドル８ｃを他方のスピンドル８ｃに切換える為にターレットを１８０°ずつ回転駆動可能な回転駆動手段（図示略）等を備えている。
【００３５】
次に、集束剤塗布装置５について説明する。
３つのガラスフィラメント群Ｆに対応する３組の集束剤塗布装置５が、ブッシシング３と集束用回転軸６ｂとの間の途中位置に配設されている。３組の集束剤塗布装置５は、共通のローラ軸１３と、このローラ軸１３に付設された３つの集束剤塗布ローラ１４（以下、塗布ローラという）と、ローラ軸１３を回転駆動する電動モータ１５と、３つの塗布ローラ１４の下側に夫々配設された３つの集束剤供給トレイ１６と、３つの集束剤供給トレイ１６の下側近傍位置に配設された１つの共通の回収トレイ１７と、カバー１８などを備えている。
【００３６】
ローラ軸１３の右端部は、例えば右側壁に支持された軸受１３ａで回転自在に支持されている。図１、図３に示すように、３つの塗布ローラ１４は３群の複数のガラスフィラメントｆに夫々集束剤Ｂを塗布するように配設され、各塗布ローラ１４はそれに対応する群の複数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する。３つの集束剤供給トレイ１６は、３つの塗布ローラ１４に塗布する為の集束剤Ｂを夫々貯溜し、その集束剤Ｂを対応する塗布ローラ１４の外周面に塗布可能に配設されている。本実施例の集束剤Ｂは、澱粉、ポリビニルアルコール、パラフィン、動植物油、界面活性剤などを含む溶液である。但し、集束剤の成分は上記に限定されるものではない。
【００３７】
図２〜図５に示すように、集束剤供給トレイ１６は、左右方向に細長い箱体に形成され、その内部の下部に集束剤Ｂが貯留されている。集束剤供給トレイ１６は、底板１６ａと、上方程前方へ移行するように傾斜した前側板１６ｂと、後側板１６ｃと、左側板１６ｄ及び右側板１６ｅとで構成されている。集束剤Ｂは供給管１９ａから集束剤供給トレイ１６に供給され、排出管１９ｂから図示外のポンプとフィルターの方へ排出されて循環し、集束剤Ｂの液面は前側板１６ｂのローラ側上端縁１６ｕとほぼ同液位になっている。回収トレイ１７は３つの集束剤供給トレイ１６から漏れた集束剤Ｂを回収するもので、左右方向に細長い箱体に形成され、回収トレイ１７に回収された集束剤Ｂは、回収配管９から排出される。この回収トレイ１７は、ブラケット１７ａを介して後側仕切壁１０に固定されている。
【００３８】
３つの塗布ローラ１４は、ローラ軸１３にその軸心方向に所定の間隔を空けて装備されているが、各塗布ローラ１４のローラ軸方向の長さは塗布ローラ１４の位置におけるガラスフィラメント群Ｆの左右方向幅よりも大きく設定している。ローラ軸１３は金属材料（例えば鋼又はステンレス等）で構成され、その直線性を維持し得るだけの剛性を有する。塗布ローラ１４は、ガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を低減し、ローラ自体の耐摩耗性を高め、集束剤塗布性能を高める為に、カーボン材料にバインダーを添加した材料で数ｍｍの肉厚の筒体形状に構成されている。
【００３９】
ガラスフィラメントｆは数μｍ〜数十μｍの微小径のものであり、ノズル３ａから導出されるガラスフィラメントｆの走行速度は例えば２０００ｍ／分〜４０００ｍ／分という高速であるが、塗布ローラ１４の外周面の周速は上記の走行速度よりも小さいことから、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力によりガラスフィラメントｆの糸切れが発生することがある。
【００４０】
ガラスフィラメントｆが塗布ローラ１４に接触する接触長に比例して、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力が増大するため、塗布ローラ１４の外径を極力小さく設定して接触長を極力小さくすることが好ましい。そこで、図７に示すように塗布ローラ１４の外径Ｄは、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。外径Ｄが小さ過ぎると、ローラ軸１３の外径ｄが小さくなり剛性を確保しにくくなるため、塗布ローラ１４の外径は１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定するのが最も好ましい。
【００４１】
しかも、ローラ軸１３を集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに浸漬させずに塗布ローラ１４の下端部に集束剤Ｂを塗布できるように、塗布ローラ１４は筒体形状に構成することが好ましい。他方、ローラ軸１３の剛性確保の観点からローラ軸１３の外径は１０ｍｍ程度に設定することが好ましい。具体的には、本実施例のローラ軸１３の外径ｄは１０ｍｍ、カーボン材料製の塗布ローラ１４の内径ｄは１０ｍｍで外径Ｄは１５ｍｍであり、各塗布ローラ１４をローラ軸１３に外嵌装着して接着剤等で固定してある。
【００４２】
但し、塗布ローラ１４は筒体形状のものに限定されず、図９に示すように、ローラ軸１３の外周面に塗着や蒸着や貼着により形成したカーボン材料製の薄膜１４ａで構成してもよい。つまり、塗布ローラ１４は、少なくとも、ガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する外周面の表層部がカーボン材料で構成されていればよい。これと同様に、塗布ローラ１４は、例えば合成樹脂製の筒形部材と、その外周面の表層部に形成したカーボン材料製の薄膜とで構成してもよい。
【００４３】
図３、図８に示すように、塗布ローラ１４は、ブッシング３の前端側部分に下方から対向する位置に配設され、各群の複数のガラスフィラメントｆは、ブッシング３のノズル３ａから下方へ延び、塗布ローラ１４の外周面に接触して小角度だけ方向変換し、集束ローラ６ａへ集まり、集束ローラ６ａからほぼ鉛直下方へ延びて巻取りコレット８ａに巻き取られる。このため、ガラス繊維製造装置１の前後幅が小さくなるため、設備のスペース効率の面で有利である。
【００４４】
図３、図５に示すように、カバー１８は、ガラスフィラメントｆの糸切れが発生した際に、ガラスフィラメントｆが集束剤供給トレイ１６に流入したり、異物が落下侵入したりするのを防止すると共に、ブッシング３から放射熱が集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに入射するのを防止するものである。
【００４５】
カバー１８は、集束剤供給トレイ１６の上方を覆うように前方下がりの傾斜状に配設され、先端部（下端部）には上方へ９０°折曲されたフランジ１８ａが形成され、カバー１８の上面に沿って落下した異物を受け止め得るようになっている。カバー１８を後側仕切壁１０に支持するため、後側仕切壁１０に水平板１０ａが固定され、この水平板１０ａにカバー基板１８ｂが固定され、カバー１８の上端部がヒンジ１８ｃによりカバー基板１８ｂに固定され、カバー１８が上方へ開閉可能になっている。尚、水平板１０ａは後側仕切壁１０の前面に固定してもよい。
【００４６】
次に、各集束剤塗布装置５に装備された隙間調整機構２０について説明する。
図５に示すように、塗布ローラ１４の下端部が集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに浸漬している。ガラスフィラメントｆが高速で走行するため、その随伴エア流が、図５において矢印Ｃ方向へ回転する塗布ローラ１４の下面側へ流入すると、塗布ローラ１４に集束剤Ｂを均一に塗布できなくなるため、集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの塗布ローラ側上端縁１６ｕと塗布ローラ１４の外周面の間は、例えば１ｍｍ程度の微小な隙間Ｇとなるように形成されている。この隙間Ｇは、ガラスフィラメントｆの種類、材質、走行速度等に応じて精密に調整する必要があるため、以下に説明する隙間調整機構２０が設けられている。
【００４７】
図４〜図６に示すように、隙間調整機構２０は、集束剤供給トレイ１６の上下方向の位置を調整可能な左右１対の上下方向位置調整機構２１と、集束剤供給トレイ１６の水平方向（前後方向）の位置を調整可能な左右１対の水平方向位置調整機構２２とを有する。
集束剤供給トレイ１６の左側板１６ｄの上端と右側板１６ｅの上端に、前後に細長い水平で互いに相接近側へ折曲されたフランジ部１６ｆ，１６ｇが一体形成されている。
【００４８】
各フランジ部１６ｆ，１６ｇが図６に示すＬ形部材２３を介して後側仕切板１０に位置調整可能に固定されている。Ｌ形部材２３は帯状金属板を中間位置で９０°屈曲し、鉛直板部２４と水平板部２５を形成したものである。鉛直板部２４は上下方向に細長い長穴２４ａを有し、後側仕切板１０の前面に当接状態に配置されている。水平板部２５は前後方向に細長い長穴２５ａを有し、フランジ部１６ｆ，１６ｇの上面に当接状態に配置されている。
【００４９】
左右の各上下方向位置調整機構２１は、Ｌ形部材２３の鉛直板部２４の長穴２４ａと、この長穴２４ａに挿通されて後側仕切板１０の２つのボルト穴２４ｂに夫々螺合され且つ鉛直板部２４を後側仕切板１０に固定する２つのボルト２６等で構成されている。左右の４つのボルト２６を緩めて集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を調整でき、 その調整後ボルト２６を再び締結する。
【００５０】
左右の各水平方向位置調整機構２２は、Ｌ形部材２３の水平板部２５の長穴２５ａと、この長穴２５ａに挿通されてフランジ部１６ｆ，１６ｇの２つのボルト穴２５ｂに夫々螺合され且つ水平板部２５をフランジ部１６ｆ，１６ｇに固定する２つのボルト２７等で構成されている。左右の４つのボルト２７を緩めて集束剤供給トレイ１６の前後方向位置を調整でき、 その調整後ボルト２７を再び締結する。尚、ボルト２６，２７はその頭部に六角穴を有する穴付きボルトであるが、これと異なるボルトも採用可能である。
【００５１】
上記のガラス繊維製造装置１の集束剤塗布装置５の作用効果について説明する。
ガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する際には、ブッシング３の多数のノズル３ａから溶融状の多数のガラスフィラメントｆを導出し、それら複数のガラスフィラメントｆを３つのガラスフィラメント群Ｆに分け、これらフィラメント群Ｆを複数の集束ローラ６ａで集束してガラスストランドＳを製造する際に、集束ローラ６ａよりブッシング３側において、共通のローラ軸１３にその軸心方向に間隔を空けて装備された３つの塗布ローラ１４により、３群のガラスフィラメントＦに夫々集束剤Ｂを塗布する。
【００５２】
塗布ローラ１４の外径を小径化（実施例の塗布ローラでは１５ｍｍ）することにより、塗布ローラ１４に接触するガラスフィラメントｆとの接触長が短くなるから、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を小さくし、ガラスフィラメントｆの張力を低減させて、ガラスフィラメントｆの糸切れが発生しにくくすることができる。それ故、ガラスフィラメントｆの径の一層の微細化にも対応できる。しかも、塗布ローラ１４をカーボン材料で構成するため、ガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を低減し、塗布ローラ１４の耐摩耗性を高め、集束剤塗布性能を高めることができる。
【００５３】
３群のガラスフィラメントＦに対応する３組の集束剤塗布装置５を設け、各集束剤塗布装置５に塗布ローラ１４と、集束剤供給トレイ１６を設けたため、塗布ローラ１４の長さを各群の複数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布するのに必要かつ十分な長さに設定して、塗布ローラ１４に付着する無駄な集束剤Ｂの量を低減でき、集束剤Ｂの消費量を節減できる。しかも、塗布ローラ１４に対応する集束剤供給トレイ１６に構成するため、集束剤供給トレイ１６に余分に収容する集束剤Ｂの量を低減でき、集束剤供給トレイ１６に沈殿し付着する集束剤Ｂの量を低減して集束剤Ｂの消費量を低減できる。
【００５４】
各集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの上端縁１６ｕと塗布ローラ１４の外周面間の隙間Ｇを調整する隙間調整機構２０を設けたため、ガラスフィラメントｆの径、材質、走行速度等に応じて、上記の隙間Ｇを最適な大きさに調整することができる。
【００５５】
しかも、塗布ローラ１４及び集束剤供給トレイ１６は、各群のガラスフィラメントＦに対応するように、ローラ軸１３の長さ方向にほぼ３分割され、ローラ軸方向の長さが小さくなっているため、塗布ローラ１４の全長に亙って上記の隙間Ｇが均一となるように高精度に容易に調整することができる。それ故、塗布ローラ１４の外周面に集束剤Ｂを均一に塗布することが可能になり、ガラスストランドＳの品質を安定させることができる。
【００５６】
塗布ローラ１４の外周面の下端が、集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの上端縁１６ｕよりも後方且つ下方に位置しているため、左右の上下方向位置調整機構２１により集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を微調整して前記隙間Ｇの大きさを微調整できる。集束剤供給トレイ１６の位置を上方へ調整すれば前記隙間Ｇが小さくなり、集束剤供給トレイ１６の位置を下方へ調整すれば前記隙間Ｇが大きくなる。
【００５７】
同様に、左右の水平方向位置調整機構２２により集束剤供給トレイ１６の水平方向位置を微調整して前記隙間Ｇの大きさを微調整できる。集束剤供給トレイ１６の位置を後方へ調整すれば前記隙間Ｇが小さくなり、集束剤供給トレイ１６の位置を前方へ調整すれば前記隙間Ｇが大きくなる。しかも、上下方向位置調整機構２１と水平方向位置調整機構２２を介して、前記隙間Ｇの塗布ローラ１４に対する相対的な位置も調整できる。
【００５８】
尚、集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を微調整することで、塗布ローラ１４の集束剤Ｂへの浸漬深さを最適に調整できるため、塗布ローラ１４への集束剤塗布厚さを微調整でき、ガラスフィラメントｆに塗布する集束剤Ｂの量を最適に調整できる。
【００５９】
３組の集束剤塗布装置５に共通の１本のローラ軸１３を採用しているため、３つの塗布ローラ１４を回転駆動する機構を簡素化でき、設備費の面で有利である。そして、金属製のローラ軸１３であるため、ローラ軸１３の剛性を確保し、３つの塗布ローラ１４の位置を安定させることができる。３組の集束剤塗布装置５に１つの共通の回収トレイ１７を設けるため、回収トレイ１７の構造が複雑化することがない。
【実施例２】
【００６０】
次に、実施例２のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ａについて図１０に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（塗布ローラ１４Ａの構成）についてのみ説明する。複数のガラスフィラメントｆが塗布ローラ１４Ａに接近してくる方向は一定方向ではなく様々であるが、塗布ローラ１４Ａに接触する複数のガラスフィラメントｆの接触長を極力均一化することが好ましい。
【００６１】
そこで、３つの塗布ローラ１４Ａの各々は、ローラ軸１３の軸心Ｘと直交する面と平行にフィラメントｆが接触する部分において塗布ローラ１４Ａの略中央部を最大径部１４ｍとし、その最大径部１４ｍから軸心方向へ離隔する程小径化するように形成されている。具体的には、塗布ローラ１４Ａは、緩曲線状の２次曲線（円弧、部分放物線、部分双曲線、部分楕円線など）を軸心Ｘ回りに回転させた回転体又はそれに近い形状（つまり、細長く引き伸ばした和太鼓形状）に形成されている。
【００６２】
塗布ローラ１４Ａの最大径部１４ｍの外径は例えば３０ｍｍ、ローラ端部の最小径部１４ｎの外径は例えば１２ｍｍである。但し、上記の数値は一例でありこれに限るものではない。この構成によれば、塗布ローラ１４Ａに接触する複数のガラスフィラメントｆの接触長を均一化またはほぼ均一化することができるため、塗布ローラ１４Ａから複数のガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を均一化し、複数のガラスフィラメントｆの張力を均一化し、糸切れの発生を少なくし、ガラスフィラメントｆとガラスストランドＳの品質を高めることができる。特に、この塗布ローラ１４Ａは、ガラスフィラメントｆの径が微細化した場合に特に好ましい。
但し、前記の最大径部１４ｍから最小径部１４ｎにかけて、塗布ローラ１４Ａの外径がリニアに減少するような形状に構成してもよい。
【実施例３】
【００６３】
次に、実施例３のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ｂについて図１１に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（隙間調整機構２０Ｂの構成）についてのみ説明する。
【００６４】
前記の隙間Ｇを調整する為の隙間調整機構２０Ｂは、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向の位置を調整可能な左右１対の上下方向位置調整機構３１と、集束剤供給トレイ１６Ｂの水平方向の位置を調整可能な左右１対の水平方向位置調整機構３２とを有する。隙間調整機構２０Ｂは、集束剤供給トレイ１６Ｂを後側仕切壁１０に解除可能に固定する機能も有する。
【００６５】
Ｌ形部材３３は、鉛直板部３４と水平板部３５とを有する。鉛直板部３４は左右方向に細長い長円形の長穴３４ａを有し、後側仕切壁１０の前面に当接状に配置されている。水平板部３５は円形穴３５ａを有し、集束剤供給トレイ１６Ｂのフランジ部１６ｆ又は１６ｇの上面に当接状に配置されている。
【００６６】
各上下方向位置調整機構３１は、長穴３４ａに挿通されて鉛直板部３４を後側仕切壁１０に固定する調整軸部材３６と、低摩擦の平座金３７と、ナット３８などを備えている。 調整軸部材３６は、六角穴付きの頭部３６ａと、ボルト部３６ｃと、頭部３６ａとボルト部３６ｃの間に一体形成され且つ頭部３６ａとボルト部３６ｃの軸心に対して例えば２ｍｍ〜３ｍｍ偏心した軸心を有し且つボルト部３６ｃよりも大径の円形の偏心カム３６ｂとを有する。偏心カム３６ｂは長穴３４ａの上下幅と等しい外径を有し、長穴３４ａに回転可能に嵌合されている。
【００６７】
偏心カム３６ｂは頭部３６ａと後側仕切壁１０とで挟持され、ボルト部３６ｃは後側仕切壁１０の円形穴３６ｄを挿通して後側仕切壁１０の後側へ突出し、ボルト部３６ｃの先端のネジ部に平座金３７を介してナット３８が螺合され、鉛直板部３４が頭部３６ａと後側仕切壁１０の間に挟持されている。調整軸部材３６の頭部３６ａを操作して偏心カム３６ｂを回動させ、Ｌ形部材３３の上下方向位置（つまり、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向位置）を微調整し、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向の位置を精密に微調整することができる。尚、平座金３８は位置調整時に後側仕切壁１０に対して摺動回転し、ナット３８が緩むのを防止するものである。
【００６８】
各水平方向位置調整機構３２は、円形穴３５ａに挿通されて水平板部３５をフランジ部１６ｆ又は１６ｇに固定する調整軸部材３９と、低摩擦の平座金４０と、ナット４１などで構成され、上下方向位置調整機構３１と同様の構成である。調整軸部材３９は、上記の調整軸部材３６と同様のもので、頭部３９ａと、ボルト部３９ｃと、偏心カム３９ｂとを有し、偏心カム３９ｂは円形穴３５ａに摺動可能に内嵌されている。
【００６９】
偏心カム３９ｂは頭部３９ａとフランジ部１６ｆ又は１６ｇとで挟持され、ボルト部３９ｃはフランジ部１６ｆ又は１６ｇの円形穴３９ｄを挿通してフランジ部１６ｆ又は１６ｇの下側へ突出し、ボルト３９ｃの先端のネジ部に低摩擦の平座金４０を介してナット４１が螺合され、水平板部３５が頭部３９ａとフランジ部１６ｆ又は１６ｇの間に挟持されている。調整軸部材３９を操作して偏心カム３９ｂを回動させ、集束剤供給トレイ１６Ｂの水平方向の位置を精密に微調整することができる。
【００７０】
前記の隙間調整機構２０Ｂは、偏心カム３６ｂ，３９ｂを介して位置調整する構成であるため、簡単な機構で精密に微調整可能である。尚、前記の長穴３４ａを偏心カム３６ｂが摺動可能に内嵌する円形穴とし、且つ前記の円形穴３５ａを偏心カム３９ｂが回転可能に嵌合する長穴としてもよい。
【実施例４】
【００７１】
次に、実施例４のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ｃについて、図１２、図１３に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（回収トレイ１７Ｃの構造、集束剤供給トレイ１６Ｃと回収トレイ１７Ｃの連結構造、隙間調整機構２０Ｃの構成）についてのみ説明する。
【００７２】
この集束剤塗布装置５Ｃにおいては、３つの集束剤供給トレイ１６Ｃに対応する３つの回収トレイ１７Ｃが設けられ、各集束剤供給トレイ１６Ｃは各回収トレイ１７Ｃに一体的に連結されている。各集束剤供給トレイ１６Ｃに対応する隙間調整機構２０Ｃであって、集束剤供給トレイ１６Ｃと回収トレイ１７Ｃとを一体的に位置調整することにより、集束剤供給トレイ１６Ｃと塗布ローラ１４の外周面間の隙間Ｇを調整する隙間調整機構２０Ｃが設けられている。
【００７３】
隙間調整機構２０Ｃは、左右１対の上下方向位置調整機構４２と、左右１対の水平方向位置機構４３と、ガイド機構４４とを有する。
各上下方向位置調整機構４２は、後端が後側仕切壁１０に固定されて後側仕切壁１０から前方へ延びる水平アーム４２ａと、この水平アーム４２ａのネジ穴に螺合された鉛直の押しボルト４２ｂとで構成され、押しボルト４２ｂの頭部が回収トレイ１７Ｃの底板の下面に当接している。押しボルト４２ｂを回動操作することで、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの上下方向位置、つまり前記隙間Ｇを調整可能である。
【００７４】
各水平方向位置調整機構４３は、上端が回収トレイ１７Ｃの底板に固定されてその底板から下方へ延びる鉛直片４３ａと、この鉛直片４３ａのネジ穴に螺合された水平の押しボルト４３ｂとで構成され、押しボルト４３ｂの頭部が後側仕切壁１０の前面に当接している。押しボルト４３ｂを回動操作することで、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの水平方向位置、つまり前記隙間Ｇを調整可能である。
【００７５】
前記ガイド機構４４は、回収トレイ１７Ｃの長さ方向中央部を後側仕切壁１０に解除可能に連結し且つ回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの上下方向と水平方向への位置調整を許容するものである。ガイド機構４４は、ガイド部材４５と、回収トレイ１７Ｃの底板から垂設された鉛直部材４６と、後側仕切壁１０から前方へ延びる水平部材４７とを有する。
【００７６】
ガイド部材４５は、鉛直部材４６のガイド穴に挿通した水平ロッド部４５ａと、この水平ロッド部４５ａの後端から下方へ一体的に延びる鉛直ロッド部４５ｂであって水平部材４７のガイド穴に挿通した鉛直ロッド部４５ｂとを有する。鉛直部材４６には水平ロッド部４５ａを解除可能にロックするロックボルト４８が設けられ、水平部材４７には鉛直ロッド部４５ｂを解除可能にロックするロックボルト４９が設けられている。
【００７７】
図１３に示すように、塗布ローラ１４の下端が集束剤供給トレイ１６Ｃの前側板１６ｂの上端縁１６ｕよりも後方かつ下方に位置しているため、左右の上下方向位置調整機構４２を介して回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを上方へ位置調整すると、前記の隙間Ｇを小さく調整することができ、その反対に下方へ位置調整すると前記の隙間Ｇを大きく調整することができる。左右の水平方向位置調整機構４３を介して回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを後方へ位置調整することにより、前記の隙間Ｇを小さく調整することができ、その反対に前方へ位置調整することにより前記の隙間Ｇを大きく調整することができる。但し、水平方向へ調整する際には予めロックボルト４８を緩め、また鉛直方向へ調整する際には予めロックボルト４９を緩め、調整後にはロックボルト４８，４９を再締結する。
【００７８】
この集束剤塗布装置５Ｃにおいては、回収トレイ１７Ｃをローラ軸１３の長さ方向に３分割し、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを一体的に連結し、隙間調整機構２０Ｃにより、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの位置を一体的に上下方向と水平方向へ独立に調整可能にしたので、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの相対的な位置関係が変動しないため、前記隙間Ｇの調整の後に回収トレイ１７Ｃの位置を調整する必要がなく、集束剤供給トレイ１６Ｃからこぼれた集束剤Ｂを回収トレイ１７Ｃに回収する回収率を高めることができる。
【００７９】
前記実施例を部分的に変更する例について簡単に説明する。
１）前記実施例は、ガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置及び集束剤塗布方法に本発明を適用した場合を例にして説明したが、本発明は、種々の合成樹脂製の繊維や炭素繊維を製造する種々の繊維製造装置の集束剤塗布装置にも適用することができる。
【００８０】
２）ガラスフィラメント群Ｆの数（つまり、塗布ローラの数）は３に限るものではなく、２でもよく、４以上でもよい。
３）前記実施例では、隙間調整機構を介して手動により隙間を調整する例を説明したが、隙間調整機構を介して圧電素子等を有する微動型アクチュエータにより隙間を調整するように構成してもよい。
４）前記実施例の隙間調整機構は、上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構とを備えているが、上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構の何れか一方のみで構成してもよい。
５）その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置は、ガラス繊維、種々の合成樹脂繊維、炭素繊維などを製造する繊維製造装置において、フィラメントに集束剤を塗布する装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ ガラス繊維製造装置
３ ブッシング
３ａ ノズル
ｆ ガラスフィラメント
Ｆ ガラスフィラメント群
Ｓ ガラスストランド
Ｂ 集束剤
Ｇ 隙間
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 集束剤塗布装置
６ａ 集束ローラ
１３ ローラ軸
１４，１４Ａ 集束剤塗布ローラ
１４ｍ 最大径部
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 集束剤供給トレイ
１６ｕ 上端縁
１７ 回収トレイ
２０，２０Ｂ，２０Ｃ 隙間調整機構
２１，３１，４２ 上下方向位置調整機構
２２，３２，４３ 水平方向位置調整機構
Ｘ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製造装置の集束剤塗布装置及び集束剤塗布方法に関し、特に集束剤塗布装置の集束剤塗布ローラと、集束剤塗布ローラに集束剤を供給する集束剤供給トレイの構造を改良したものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス繊維の製造装置においては、複数種類の無機材料を調合したガラス原料をガラス溶融炉内で溶融し、高温に溶融した溶融ガラスを溶融ガラス貯留槽に導入し、その底部のブッシングに形成された多数のノズルから連続的に多数の微小径のガラスフィラメントを導出して冷却し、それら多数のガラスフィラメントの表面に集束剤を塗布し、そのガラスフィラメントを集束ローラで集束してガラスストランドとし、このガラスストランドを円筒状の巻取りコレットに巻き取って回巻体を製造する。
【０００３】
近年、ガラス繊維製造の生産性を高める為に、数百〜数千本のノズルを形成した大型のブッシングを装備したガラス繊維製造装置が実用に供されている。特許文献１のガラス繊維の製造装置においては、ブッシングに形成した多数のノズルから多数のガラスフィラメントが導出され、これら多数のガラスフィラメントを複数のガラスフィラメント群に群分けし、集束剤塗布装置により集束剤を塗布してから複数の集束ローラで集束し、複数条のガラスストランドを製造し、巻取り装置に取り付けた複数の紙管に巻き取る。
【０００４】
前記の集束剤塗布装置は、多数のガラスフィラメントに集束剤を塗布する集束剤塗布ローラと、この集束剤塗布ローラに塗布する為の集束剤を貯溜し且つその集束剤を集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された集束剤供給トレイとを備えている。回転駆動される集束剤塗布ローラの下端部を集束剤供給トレイ内の集束剤に浸漬させて、その外周面に集束剤を塗布し、集束剤塗布ローラの外周面にガラスフィラメントを接触させることで、ガラスフィラメントに集束剤を塗布するようになっている。
【０００５】
特許文献２のポリエステル繊維の製造技術においても、油剤（集束剤）を塗布する油剤付与工程において、回転する油剤付与ローラの下部を油剤供給皿内の油剤に浸漬させ、ローラ外周面に油剤を均一に付着させ、ローラ外周面にポリエステルのマルチフィラメントを接触させることで、マルチフィラメントに油剤を塗布する。
【０００６】
従来の集束剤塗布装置（特許文献１，２）の集束剤塗布ローラは、複数のフィラメント群の多数のフィラメントに集束剤を塗布できるように連続した１本の共通の塗布ローラに形成されていた。集束剤供給トレイも集束剤塗布ローラに集束剤を塗布できるように集束剤塗布ローラ以上の長さに構成されていた。
【０００７】
集束剤塗布ローラの外周面に集束剤を均一に塗布する為に、集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と集束剤塗布ローラの外周面間の隙間をローラ外周面が前記上端縁に接触しない程度の微小隙間に設定しておく必要がある。集束剤塗布ローラに接触するガラスフィラメントの走行速度は約２０００ｍ／分〜６０００ｍ／分もの高速であるため、上記の隙間が大きい場合には、フィラメントの随伴エア流が上記の隙間から集束剤塗布ローラの下側へ流入し、集束剤が波立ち、ローラ外周面に集束剤が均一に塗布されずに塗布ムラが発生する。
【０００８】
集束剤塗布ローラに集束剤の塗布ムラが発生し、ガラスフィラメンの表面に十分に集束剤の被膜が形成されない場合、ガラスフィラメント同士の結束力が弱くなり、ガラスストランドの集束性が悪くなる。その結果、その後の撚糸、整経、製織工程の際にガラスストランドにおけるガラスフィラメントの折れや糸切れにより毛羽が発生し易くなる。
【０００９】
そこで、集束剤供給トレイの上端縁と集束剤塗布ローラの外周面間の隙間の大きさを、ガラスフィラメントの種類に応じた走行速度、ガラスフィラメントの材質、集束剤の種類に応じて調整するため、集束剤供給トレイの両端付近には、トレイの上下方向位置を調整する調整ボルトと、トレイの水平方向位置を調整する調整ボルトなどが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１２７９７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２６６０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のガラス繊維製造装置では、前記集束剤塗布ローラが複数のガラスフィラメント群に対応する長い共通の塗布ローラに形成されているため、前記の複数の調整ボルトを操作して、集束剤供給トレイの上端縁と集束剤供給ローラの外周面間の隙間を調整する際に、塗布ローラの全長に亙って均一の微小隙間となるように塗布ローラの位置を精密に微調整することが難しかった。そのため、ガラスフィラメントへ集束剤を均一に塗布することが難しく、ガラスストランドの品質を安定させることが難しかった。そして、前記隙間を微調整する際には多くの時間と労力も要していた。しかも、塗布ローラの軸心が微小に撓んでいる場合には、その修正が困難で、前記隙間の大きさの変動要因になっていた。
【００１２】
集束剤塗布ローラが長い共通の塗布ローラであるため、塗布ローラの外周面のうちフィラメント群とフィラメント群の間に、フィラメントが接触しない部分が発生し、そこに集束剤が無駄に塗布されていたため集束剤が酸化により劣化しやすかった。
【００１３】
本発明の目的は、繊維製造技術において、集束剤供給トレイの上端縁と塗布ローラ間の隙間を簡単に精度よく微調整可能にし、ガラスフィラメントへの集束剤の均質な塗布を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置は、ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する繊維製造装置に装備され、前記集束ローラよりブッシング側において多数のフィラメントに集束剤を塗布する繊維製造装置の集束剤塗布装置において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、前記集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイとを備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成を有するため、集束剤塗布ローラは、集束剤を塗布するフィラメント群に対応する長さの短いローラになり、集束剤供給トレイの長さも集束剤塗布ローラと同様に短くなり、集束剤供給トレイが小型化する。それ故、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラ間の隙間を調整する際に、集束剤塗布ローラの全長に亙って隙間が均一となるように高精度に隙間調整することが可能になり、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することが可能になる。
【００１６】
上記の構成において、前記フィラメントがガラスフィラメントであり、前記繊維製造装置がガラス繊維製造装置であることが好ましい。
【００１７】
上記の構成において、前記各集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と前記集束剤供給トレイに対応する前記集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を調整可能な隙間調整手段を備えることが好ましい。隙間調整手段により、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を、フィラメントの材質、フィラメントの走行速度、集束剤の種類等に応じた隙間に調整することで、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することができ、フィラメントに集束剤を均一に塗布できる。
【００１８】
上記の構成において、前記隙間調整手段は、前記集束剤供給トレイの上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構を両方有することが好ましい。集束剤供給トレイの上下方向位置の調整と水平方向位置の調整を介して、前記隙間の大きさと、この隙間の集束剤ローラに対する相対的な位置を最適に調整することができる。特に、集束剤供給トレイの上下方向位置を調整することで、集束剤塗布ローラの集束剤への浸漬深さも調整できる。
【００１９】
上記の構成において、前記ローラ軸が金属材料で構成され、前記集束剤塗布ローラがカーボン材料で構成されることが好ましい。ローラ軸の剛性を確保し、各集束剤塗布ローラの位置を安定させることができる。
【００２０】
上記の構成において、前記集束剤塗布ローラの直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。集束剤塗布ローラの直径を上記のように小さく設定することで、集束剤塗布ローラからフィラメントに作用する摩擦力を小さくして、糸切れしにくくすることができる。微小径のフィラメントを製造する際に特に有効である。
【００２１】
上記の構成において、前記複数の集束剤供給トレイの下側に、前記複数の集束剤供給トレイから漏れた集束剤を回収する１つの共通の回収トレイを設けることが好ましい。複数の集束剤塗布ローラや複数のフィラメントから落下する集束剤を回収トレイに確実に回収することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長が均一化するように、前記集束剤塗布ローラは、前記ローラ軸の軸心と直交する面と平行にフィラメントが接触する部分を最大径部とし、その最大径部から軸心方向へ離隔する程小径化するように形成することが好ましい。集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長を短かくしつつ均一化できるため、複数のフィラメントに作用する張力を小さく均一化し、複数のフィラメントの太さを均一化し、糸切れを生じにくくすることができる。
【００２３】
本発明の集束剤塗布方法は、繊維製造装置のブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する際に、前記集束ローラよりブッシング側において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備された複数の集束剤塗布ローラにより、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置によれば、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、複数の集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイとを備え、複数の集束剤塗布ローラは、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備されているため、集束剤供給トレイと集束剤塗布ローラ間の隙間を調整する際に、集束剤塗布ローラの全長に亙って隙間が均一となるように高精度に隙間調整することが可能になり、集束剤塗布ローラに集束剤を均一に塗布することが可能になり、製造するストランドの品質を安定させることができる。
【００２５】
共通のローラ軸に複数の集束剤塗布ローラを装備したため、１つの回転駆動手段で共通のローラ軸を介して複数の集束剤塗布ローラを回転駆動可能である。
フィラメント群に対応する長さの集束剤塗布ローラにすることができるため、集束剤塗布ローラに無駄に集束剤が塗布されることをなくし、集束剤の劣化を抑制できる。
本願発明のその他の作用効果については実施例に記載するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１に係るガラス繊維製造装置の斜視図である。
【図２】ガラス繊維製造装置の正面図である。
【図３】ガラス繊維製造装置の縦断側面図である。
【図４】集束剤塗布装置の正面から視た斜視図である。
【図５】集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【図６】隙間調整機構のＬ形部材の斜視図である。
【図７】集束剤塗布ローラの断面図である。
【図８】溶融ガラス貯留槽とブッシングの底面図である。
【図９】変形例の集束剤塗布ローラの断面図である。
【図１０】実施例２の集束剤塗布装置の正面から視た斜視図である。
【図１１】実施例３の集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【図１２】実施例４の集束剤塗布装置の平面図である。
【図１３】実施例４の集束剤塗布装置の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２８】
最初に、実施例１に係るガラス繊維製造装置１とその集束剤塗布装置５について、図１〜図８に基づいて説明する。図２の前後、左右、上下を前後、左右、上下として説明する。図１、図２に示すように、ガラス繊維製造装置１は、矢印Ａで示す上流側から溶融ガラスが供給される溶融ガラス貯留槽２を有し、この溶融ガラス貯留槽２の底部の白金製のブッシング３には多数の微小径のノズル３ａが形成され、これら多数のノズル３ａから溶融状の多数のガラスフィラメントｆを夫々導出し、それら複数のガラスフィラメントｆからなるガラスフィラメント群Ｆを複数の集束ローラ６ａで集束してガラスストランドＳを製造する装置である。
【００２９】
具体的には、ガラス繊維製造装置１は、溶融ガラス貯留槽２と、その底部のブッシング３と、多数のガラスフィラメントｆに冷却水を噴霧する複数の噴霧ノズル４と、多数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する複数の集束剤塗布装置５と、複数の集束ローラ６ａ（集束ガイド）を含む集束機構６と、複数本のガラスストランドＳを複数の巻取りコレット８ａに巻取るワインダー８と、ワインダー８の上流側位置で複数本のガラスストランドＳを綾振りするトラバース機構７などを有する。
【００３０】
ガラス繊維製造装置１は、天井側の天井壁（図示略）と、後側の後側仕切壁１０と、左側の左側壁１１と、右側の右側壁（図示略）と、右側面の一部を開閉可能な開閉扉（図示略）等を有する。
【００３１】
前記ブッシング３には、図８の底面図に模式的に示すように、複数行複数列のマトリックス状に多数（例えば、数百〜数千）のノズル３ａが形成されている。尚、図８中において、点線で示した１３はローラ軸、１４は集束剤塗布ローラを示している。
【００３２】
前記集束機構６は、電動モータ（図示略）で回転駆動される水平な集束用回転軸６ｂと、この集束用回転軸６ｂに固定された複数の集束ローラ６ａを備えている。本実施例のガラス繊維製造装置１は、３つの集束ローラ６ａを介して３本のガラスストランドＳを製造し、３つの巻取りコレット８ａに巻き取る構成であるため、ブッシング３の多数のノズル３ａは３群に群分けされ、各群の多数のガラスフィラメントｆがそれに対応する集束ローラ６ａに集束されてガラスストランドＳになる。
【００３３】
集束用回転軸６ｂよりもブッシング３側において、３群に群分けされた多数のガラスフィラメントｆに３組の集束剤塗布装置５により集束剤Ｂを夫々塗布するように構成してある。前記トラバース機構７は、左側壁１１側のターレット支持部１２から水平に右方へ延び且つ電動モータ（図示略）で回転駆動されるトラバース用回転軸７ａと、３つの集束ローラ６ａに対応するようにトラバース用回転軸７ａに固定された３つのワイヤトラバース７ｂとを有し、各ワイヤトラバース７ｂが回転しながらガラスストランドＳをトラバース用回転軸７ａと平行方向へ綾振りすることで、巻取りコレット８ａに均等に巻取るようになっている。
【００３４】
前記ワインダー８は、ターレット支持部１２に回転可能に装備されたターレット８ｂと、このターレット８ｂに片持状に平行に装備されて右方へ水平に延びた２つのスピンドル８ｃと、ターレット８ｂに付設され各スピンドル８ｃを回転駆動する電動駆動モータ（図示略）と、３つの巻取りコレット８ａが満巻き状態になった時その一方のスピンドル８ｃを他方のスピンドル８ｃに切換える為にターレットを１８０°ずつ回転駆動可能な回転駆動手段（図示略）等を備えている。
【００３５】
次に、集束剤塗布装置５について説明する。
３つのガラスフィラメント群Ｆに対応する３組の集束剤塗布装置５が、ブッシシング３と集束用回転軸６ｂとの間の途中位置に配設されている。３組の集束剤塗布装置５は、共通のローラ軸１３と、このローラ軸１３に付設された３つの集束剤塗布ローラ１４（以下、塗布ローラという）と、ローラ軸１３を回転駆動する電動モータ１５と、３つの塗布ローラ１４の下側に夫々配設された３つの集束剤供給トレイ１６と、３つの集束剤供給トレイ１６の下側近傍位置に配設された１つの共通の回収トレイ１７と、カバー１８などを備えている。
【００３６】
ローラ軸１３の右端部は、例えば右側壁に支持された軸受１３ａで回転自在に支持されている。図１、図３に示すように、３つの塗布ローラ１４は３群の複数のガラスフィラメントｆに夫々集束剤Ｂを塗布するように配設され、各塗布ローラ１４はそれに対応する群の複数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する。３つの集束剤供給トレイ１６は、３つの塗布ローラ１４に塗布する為の集束剤Ｂを夫々貯溜し、その集束剤Ｂを対応する塗布ローラ１４の外周面に塗布可能に配設されている。本実施例の集束剤Ｂは、澱粉、ポリビニルアルコール、パラフィン、動植物油、界面活性剤などを含む溶液である。但し、集束剤の成分は上記に限定されるものではない。
【００３７】
図２〜図５に示すように、集束剤供給トレイ１６は、左右方向に細長い箱体に形成され、その内部の下部に集束剤Ｂが貯留されている。集束剤供給トレイ１６は、底板１６ａと、上方程前方へ移行するように傾斜した前側板１６ｂと、後側板１６ｃと、左側板１６ｄ及び右側板１６ｅとで構成されている。集束剤Ｂは供給管１９ａから集束剤供給トレイ１６に供給され、排出管１９ｂから図示外のポンプとフィルターの方へ排出されて循環し、集束剤Ｂの液面は前側板１６ｂのローラ側上端縁１６ｕとほぼ同液位になっている。回収トレイ１７は３つの集束剤供給トレイ１６から漏れた集束剤Ｂを回収するもので、左右方向に細長い箱体に形成され、回収トレイ１７に回収された集束剤Ｂは、回収配管９から排出される。この回収トレイ１７は、ブラケット１７ａを介して後側仕切壁１０に固定されている。
【００３８】
３つの塗布ローラ１４は、ローラ軸１３にその軸心方向に所定の間隔を空けて装備されているが、各塗布ローラ１４のローラ軸方向の長さは塗布ローラ１４の位置におけるガラスフィラメント群Ｆの左右方向幅よりも大きく設定している。ローラ軸１３は金属材料（例えば鋼又はステンレス等）で構成され、その直線性を維持し得るだけの剛性を有する。塗布ローラ１４は、ガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を低減し、ローラ自体の耐摩耗性を高め、集束剤塗布性能を高める為に、カーボン材料にバインダーを添加した材料で数ｍｍの肉厚の筒体形状に構成されている。
【００３９】
ガラスフィラメントｆは数μｍ〜数十μｍの微小径のものであり、ノズル３ａから導出されるガラスフィラメントｆの走行速度は例えば２０００ｍ／分〜４０００ｍ／分という高速であるが、塗布ローラ１４の外周面の周速は上記の走行速度よりも小さいことから、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力によりガラスフィラメントｆの糸切れが発生することがある。
【００４０】
ガラスフィラメントｆが塗布ローラ１４に接触する接触長に比例して、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力が増大するため、塗布ローラ１４の外径を極力小さく設定して接触長を極力小さくすることが好ましい。そこで、図７に示すように塗布ローラ１４の外径Ｄは、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。外径Ｄが小さ過ぎると、ローラ軸１３の外径ｄが小さくなり剛性を確保しにくくなるため、塗布ローラ１４の外径は１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定するのが最も好ましい。
【００４１】
しかも、ローラ軸１３を集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに浸漬させずに塗布ローラ１４の下端部に集束剤Ｂを塗布できるように、塗布ローラ１４は筒体形状に構成することが好ましい。他方、ローラ軸１３の剛性確保の観点からローラ軸１３の外径は１０ｍｍ程度に設定することが好ましい。具体的には、本実施例のローラ軸１３の外径ｄは１０ｍｍ、カーボン材料製の塗布ローラ１４の内径ｄは１０ｍｍで外径Ｄは１５ｍｍであり、各塗布ローラ１４をローラ軸１３に外嵌装着して接着剤等で固定してある。
【００４２】
但し、塗布ローラ１４は筒体形状のものに限定されず、図９に示すように、ローラ軸１３の外周面に塗着や蒸着や貼着により形成したカーボン材料製の薄膜１４ａで構成してもよい。つまり、塗布ローラ１４は、少なくとも、ガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する外周面の表層部がカーボン材料で構成されていればよい。これと同様に、塗布ローラ１４は、例えば合成樹脂製の筒形部材と、その外周面の表層部に形成したカーボン材料製の薄膜とで構成してもよい。
【００４３】
図３、図８に示すように、塗布ローラ１４は、ブッシング３の前端側部分に下方から対向する位置に配設され、各群の複数のガラスフィラメントｆは、ブッシング３のノズル３ａから下方へ延び、塗布ローラ１４の外周面に接触して小角度だけ方向変換し、集束ローラ６ａへ集まり、集束ローラ６ａからほぼ鉛直下方へ延びて巻取りコレット８ａに巻き取られる。このため、ガラス繊維製造装置１の前後幅が小さくなるため、設備のスペース効率の面で有利である。
【００４４】
図３、図５に示すように、カバー１８は、ガラスフィラメントｆの糸切れが発生した際に、ガラスフィラメントｆが集束剤供給トレイ１６に流入したり、異物が落下侵入したりするのを防止すると共に、ブッシング３から放射熱が集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに入射するのを防止するものである。
【００４５】
カバー１８は、集束剤供給トレイ１６の上方を覆うように前方下がりの傾斜状に配設され、先端部（下端部）には上方へ９０°折曲されたフランジ１８ａが形成され、カバー１８の上面に沿って落下した異物を受け止め得るようになっている。カバー１８を後側仕切壁１０に支持するため、後側仕切壁１０に水平板１０ａが固定され、この水平板１０ａにカバー基板１８ｂが固定され、カバー１８の上端部がヒンジ１８ｃによりカバー基板１８ｂに固定され、カバー１８が上方へ開閉可能になっている。尚、水平板１０ａは後側仕切壁１０の前面に固定してもよい。
【００４６】
次に、各集束剤塗布装置５に装備された隙間調整機構２０について説明する。
図５に示すように、塗布ローラ１４の下端部が集束剤供給トレイ１６内の集束剤Ｂに浸漬している。ガラスフィラメントｆが高速で走行するため、その随伴エア流が、図５において矢印Ｃ方向へ回転する塗布ローラ１４の下面側へ流入すると、塗布ローラ１４に集束剤Ｂを均一に塗布できなくなるため、集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの塗布ローラ側上端縁１６ｕと塗布ローラ１４の外周面の間は、例えば１ｍｍ程度の微小な隙間Ｇとなるように形成されている。この隙間Ｇは、ガラスフィラメントｆの種類、材質、走行速度等に応じて精密に調整する必要があるため、以下に説明する隙間調整機構２０が設けられている。
【００４７】
図４〜図６に示すように、隙間調整機構２０は、集束剤供給トレイ１６の上下方向の位置を調整可能な左右１対の上下方向位置調整機構２１と、集束剤供給トレイ１６の水平方向（前後方向）の位置を調整可能な左右１対の水平方向位置調整機構２２とを有する。
集束剤供給トレイ１６の左側板１６ｄの上端と右側板１６ｅの上端に、前後に細長い水平で互いに相接近側へ折曲されたフランジ部１６ｆ，１６ｇが一体形成されている。
【００４８】
各フランジ部１６ｆ，１６ｇが図６に示すＬ形部材２３を介して後側仕切板１０に位置調整可能に固定されている。Ｌ形部材２３は帯状金属板を中間位置で９０°屈曲し、鉛直板部２４と水平板部２５を形成したものである。鉛直板部２４は上下方向に細長い長穴２４ａを有し、後側仕切板１０の前面に当接状態に配置されている。水平板部２５は前後方向に細長い長穴２５ａを有し、フランジ部１６ｆ，１６ｇの上面に当接状態に配置されている。
【００４９】
左右の各上下方向位置調整機構２１は、Ｌ形部材２３の鉛直板部２４の長穴２４ａと、この長穴２４ａに挿通されて後側仕切板１０の２つのボルト穴２４ｂに夫々螺合され且つ鉛直板部２４を後側仕切板１０に固定する２つのボルト２６等で構成されている。左右の４つのボルト２６を緩めて集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を調整でき、 その調整後ボルト２６を再び締結する。
【００５０】
左右の各水平方向位置調整機構２２は、Ｌ形部材２３の水平板部２５の長穴２５ａと、この長穴２５ａに挿通されてフランジ部１６ｆ，１６ｇの２つのボルト穴２５ｂに夫々螺合され且つ水平板部２５をフランジ部１６ｆ，１６ｇに固定する２つのボルト２７等で構成されている。左右の４つのボルト２７を緩めて集束剤供給トレイ１６の前後方向位置を調整でき、 その調整後ボルト２７を再び締結する。尚、ボルト２６，２７はその頭部に六角穴を有する穴付きボルトであるが、これと異なるボルトも採用可能である。
【００５１】
上記のガラス繊維製造装置１の集束剤塗布装置５の作用効果について説明する。
ガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布する際には、ブッシング３の多数のノズル３ａから溶融状の多数のガラスフィラメントｆを導出し、それら複数のガラスフィラメントｆを３つのガラスフィラメント群Ｆに分け、これらフィラメント群Ｆを複数の集束ローラ６ａで集束してガラスストランドＳを製造する際に、集束ローラ６ａよりブッシング３側において、共通のローラ軸１３にその軸心方向に間隔を空けて装備された３つの塗布ローラ１４により、３群のガラスフィラメントＦに夫々集束剤Ｂを塗布する。
【００５２】
塗布ローラ１４の外径を小径化（実施例の塗布ローラでは１５ｍｍ）することにより、塗布ローラ１４に接触するガラスフィラメントｆとの接触長が短くなるから、塗布ローラ１４からガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を小さくし、ガラスフィラメントｆの張力を低減させて、ガラスフィラメントｆの糸切れが発生しにくくすることができる。それ故、ガラスフィラメントｆの径の一層の微細化にも対応できる。しかも、塗布ローラ１４をカーボン材料で構成するため、ガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を低減し、塗布ローラ１４の耐摩耗性を高め、集束剤塗布性能を高めることができる。
【００５３】
３群のガラスフィラメントＦに対応する３組の集束剤塗布装置５を設け、各集束剤塗布装置５に塗布ローラ１４と、集束剤供給トレイ１６を設けたため、塗布ローラ１４の長さを各群の複数のガラスフィラメントｆに集束剤Ｂを塗布するのに必要かつ十分な長さに設定して、塗布ローラ１４に付着する無駄な集束剤Ｂの量を低減でき、集束剤Ｂの消費量を節減できる。しかも、塗布ローラ１４に対応する集束剤供給トレイ１６に構成するため、集束剤供給トレイ１６に余分に収容する集束剤Ｂの量を低減でき、集束剤供給トレイ１６に沈殿し付着する集束剤Ｂの量を低減して集束剤Ｂの消費量を低減できる。
【００５４】
各集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの上端縁１６ｕと塗布ローラ１４の外周面間の隙間Ｇを調整する隙間調整機構２０を設けたため、ガラスフィラメントｆの径、材質、走行速度等に応じて、上記の隙間Ｇを最適な大きさに調整することができる。
【００５５】
しかも、塗布ローラ１４及び集束剤供給トレイ１６は、各群のガラスフィラメントＦに対応するように、ローラ軸１３の長さ方向にほぼ３分割され、ローラ軸方向の長さが小さくなっているため、塗布ローラ１４の全長に亙って上記の隙間Ｇが均一となるように高精度に容易に調整することができる。それ故、塗布ローラ１４の外周面に集束剤Ｂを均一に塗布することが可能になり、ガラスストランドＳの品質を安定させることができる。
【００５６】
塗布ローラ１４の外周面の下端が、集束剤供給トレイ１６の前側板１６ｂの上端縁１６ｕよりも後方且つ下方に位置しているため、左右の上下方向位置調整機構２１により集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を微調整して前記隙間Ｇの大きさを微調整できる。集束剤供給トレイ１６の位置を上方へ調整すれば前記隙間Ｇが小さくなり、集束剤供給トレイ１６の位置を下方へ調整すれば前記隙間Ｇが大きくなる。
【００５７】
同様に、左右の水平方向位置調整機構２２により集束剤供給トレイ１６の水平方向位置を微調整して前記隙間Ｇの大きさを微調整できる。集束剤供給トレイ１６の位置を後方へ調整すれば前記隙間Ｇが小さくなり、集束剤供給トレイ１６の位置を前方へ調整すれば前記隙間Ｇが大きくなる。しかも、上下方向位置調整機構２１と水平方向位置調整機構２２を介して、前記隙間Ｇの塗布ローラ１４に対する相対的な位置も調整できる。
【００５８】
尚、集束剤供給トレイ１６の上下方向位置を微調整することで、塗布ローラ１４の集束剤Ｂへの浸漬深さを最適に調整できるため、塗布ローラ１４への集束剤塗布厚さを微調整でき、ガラスフィラメントｆに塗布する集束剤Ｂの量を最適に調整できる。
【００５９】
３組の集束剤塗布装置５に共通の１本のローラ軸１３を採用しているため、３つの塗布ローラ１４を回転駆動する機構を簡素化でき、設備費の面で有利である。そして、金属製のローラ軸１３であるため、ローラ軸１３の剛性を確保し、３つの塗布ローラ１４の位置を安定させることができる。３組の集束剤塗布装置５に１つの共通の回収トレイ１７を設けるため、回収トレイ１７の構造が複雑化することがない。
【実施例２】
【００６０】
次に、実施例２のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ａについて図１０に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（塗布ローラ１４Ａの構成）についてのみ説明する。複数のガラスフィラメントｆが塗布ローラ１４Ａに接近してくる方向は一定方向ではなく様々であるが、塗布ローラ１４Ａに接触する複数のガラスフィラメントｆの接触長を極力均一化することが好ましい。
【００６１】
そこで、３つの塗布ローラ１４Ａの各々は、ローラ軸１３の軸心Ｘと直交する面と平行にフィラメントｆが接触する部分において塗布ローラ１４Ａの略中央部を最大径部１４ｍとし、その最大径部１４ｍから軸心方向へ離隔する程小径化するように形成されている。具体的には、塗布ローラ１４Ａは、緩曲線状の２次曲線（円弧、部分放物線、部分双曲線、部分楕円線など）を軸心Ｘ回りに回転させた回転体又はそれに近い形状（つまり、細長く引き伸ばした和太鼓形状）に形成されている。
【００６２】
塗布ローラ１４Ａの最大径部１４ｍの外径は例えば３０ｍｍ、ローラ端部の最小径部１４ｎの外径は例えば１２ｍｍである。但し、上記の数値は一例でありこれに限るものではない。この構成によれば、塗布ローラ１４Ａに接触する複数のガラスフィラメントｆの接触長を均一化またはほぼ均一化することができるため、塗布ローラ１４Ａから複数のガラスフィラメントｆに作用する摩擦力を均一化し、複数のガラスフィラメントｆの張力を均一化し、糸切れの発生を少なくし、ガラスフィラメントｆとガラスストランドＳの品質を高めることができる。特に、この塗布ローラ１４Ａは、ガラスフィラメントｆの径が微細化した場合に特に好ましい。
但し、前記の最大径部１４ｍから最小径部１４ｎにかけて、塗布ローラ１４Ａの外径がリニアに減少するような形状に構成してもよい。
【実施例３】
【００６３】
次に、実施例３のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ｂについて図１１に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（隙間調整機構２０Ｂの構成）についてのみ説明する。
【００６４】
前記の隙間Ｇを調整する為の隙間調整機構２０Ｂは、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向の位置を調整可能な左右１対の上下方向位置調整機構３１と、集束剤供給トレイ１６Ｂの水平方向の位置を調整可能な左右１対の水平方向位置調整機構３２とを有する。隙間調整機構２０Ｂは、集束剤供給トレイ１６Ｂを後側仕切壁１０に解除可能に固定する機能も有する。
【００６５】
Ｌ形部材３３は、鉛直板部３４と水平板部３５とを有する。鉛直板部３４は左右方向に細長い長円形の長穴３４ａを有し、後側仕切壁１０の前面に当接状に配置されている。水平板部３５は円形穴３５ａを有し、集束剤供給トレイ１６Ｂのフランジ部１６ｆ又は１６ｇの上面に当接状に配置されている。
【００６６】
各上下方向位置調整機構３１は、長穴３４ａに挿通されて鉛直板部３４を後側仕切壁１０に固定する調整軸部材３６と、低摩擦の平座金３７と、ナット３８などを備えている。 調整軸部材３６は、六角穴付きの頭部３６ａと、ボルト部３６ｃと、頭部３６ａとボルト部３６ｃの間に一体形成され且つ頭部３６ａとボルト部３６ｃの軸心に対して例えば２ｍｍ〜３ｍｍ偏心した軸心を有し且つボルト部３６ｃよりも大径の円形の偏心カム３６ｂとを有する。偏心カム３６ｂは長穴３４ａの上下幅と等しい外径を有し、長穴３４ａに回転可能に嵌合されている。
【００６７】
偏心カム３６ｂは頭部３６ａと後側仕切壁１０とで挟持され、ボルト部３６ｃは後側仕切壁１０の円形穴３６ｄを挿通して後側仕切壁１０の後側へ突出し、ボルト部３６ｃの先端のネジ部に平座金３７を介してナット３８が螺合され、鉛直板部３４が頭部３６ａと後側仕切壁１０の間に挟持されている。調整軸部材３６の頭部３６ａを操作して偏心カム３６ｂを回動させ、Ｌ形部材３３の上下方向位置（つまり、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向位置）を微調整し、集束剤供給トレイ１６Ｂの上下方向の位置を精密に微調整することができる。尚、平座金３８は位置調整時に後側仕切壁１０に対して摺動回転し、ナット３８が緩むのを防止するものである。
【００６８】
各水平方向位置調整機構３２は、円形穴３５ａに挿通されて水平板部３５をフランジ部１６ｆ又は１６ｇに固定する調整軸部材３９と、低摩擦の平座金４０と、ナット４１などで構成され、上下方向位置調整機構３１と同様の構成である。調整軸部材３９は、上記の調整軸部材３６と同様のもので、頭部３９ａと、ボルト部３９ｃと、偏心カム３９ｂとを有し、偏心カム３９ｂは円形穴３５ａに摺動可能に内嵌されている。
【００６９】
偏心カム３９ｂは頭部３９ａとフランジ部１６ｆ又は１６ｇとで挟持され、ボルト部３９ｃはフランジ部１６ｆ又は１６ｇの円形穴３９ｄを挿通してフランジ部１６ｆ又は１６ｇの下側へ突出し、ボルト３９ｃの先端のネジ部に低摩擦の平座金４０を介してナット４１が螺合され、水平板部３５が頭部３９ａとフランジ部１６ｆ又は１６ｇの間に挟持されている。調整軸部材３９を操作して偏心カム３９ｂを回動させ、集束剤供給トレイ１６Ｂの水平方向の位置を精密に微調整することができる。
【００７０】
前記の隙間調整機構２０Ｂは、偏心カム３６ｂ，３９ｂを介して位置調整する構成であるため、簡単な機構で精密に微調整可能である。尚、前記の長穴３４ａを偏心カム３６ｂが摺動可能に内嵌する円形穴とし、且つ前記の円形穴３５ａを偏心カム３９ｂが回転可能に嵌合する長穴としてもよい。
【実施例４】
【００７１】
次に、実施例４のガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置５Ｃについて、図１２、図１３に基づいて説明する。但し、実施例１の集束剤塗布装置５と異なる構成（回収トレイ１７Ｃの構造、集束剤供給トレイ１６Ｃと回収トレイ１７Ｃの連結構造、隙間調整機構２０Ｃの構成）についてのみ説明する。
【００７２】
この集束剤塗布装置５Ｃにおいては、３つの集束剤供給トレイ１６Ｃに対応する３つの回収トレイ１７Ｃが設けられ、各集束剤供給トレイ１６Ｃは各回収トレイ１７Ｃに一体的に連結されている。各集束剤供給トレイ１６Ｃに対応する隙間調整機構２０Ｃであって、集束剤供給トレイ１６Ｃと回収トレイ１７Ｃとを一体的に位置調整することにより、集束剤供給トレイ１６Ｃと塗布ローラ１４の外周面間の隙間Ｇを調整する隙間調整機構２０Ｃが設けられている。
【００７３】
隙間調整機構２０Ｃは、左右１対の上下方向位置調整機構４２と、左右１対の水平方向位置機構４３と、ガイド機構４４とを有する。
各上下方向位置調整機構４２は、後端が後側仕切壁１０に固定されて後側仕切壁１０から前方へ延びる水平アーム４２ａと、この水平アーム４２ａのネジ穴に螺合された鉛直の押しボルト４２ｂとで構成され、押しボルト４２ｂの頭部が回収トレイ１７Ｃの底板の下面に当接している。押しボルト４２ｂを回動操作することで、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの上下方向位置、つまり前記隙間Ｇを調整可能である。
【００７４】
各水平方向位置調整機構４３は、上端が回収トレイ１７Ｃの底板に固定されてその底板から下方へ延びる鉛直片４３ａと、この鉛直片４３ａのネジ穴に螺合された水平の押しボルト４３ｂとで構成され、押しボルト４３ｂの頭部が後側仕切壁１０の前面に当接している。押しボルト４３ｂを回動操作することで、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの水平方向位置、つまり前記隙間Ｇを調整可能である。
【００７５】
前記ガイド機構４４は、回収トレイ１７Ｃの長さ方向中央部を後側仕切壁１０に解除可能に連結し且つ回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの上下方向と水平方向への位置調整を許容するものである。ガイド機構４４は、ガイド部材４５と、回収トレイ１７Ｃの底板から垂設された鉛直部材４６と、後側仕切壁１０から前方へ延びる水平部材４７とを有する。
【００７６】
ガイド部材４５は、鉛直部材４６のガイド穴に挿通した水平ロッド部４５ａと、この水平ロッド部４５ａの後端から下方へ一体的に延びる鉛直ロッド部４５ｂであって水平部材４７のガイド穴に挿通した鉛直ロッド部４５ｂとを有する。鉛直部材４６には水平ロッド部４５ａを解除可能にロックするロックボルト４８が設けられ、水平部材４７には鉛直ロッド部４５ｂを解除可能にロックするロックボルト４９が設けられている。
【００７７】
図１３に示すように、塗布ローラ１４の下端が集束剤供給トレイ１６Ｃの前側板１６ｂの上端縁１６ｕよりも後方かつ下方に位置しているため、左右の上下方向位置調整機構４２を介して回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを上方へ位置調整すると、前記の隙間Ｇを小さく調整することができ、その反対に下方へ位置調整すると前記の隙間Ｇを大きく調整することができる。左右の水平方向位置調整機構４３を介して回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを後方へ位置調整することにより、前記の隙間Ｇを小さく調整することができ、その反対に前方へ位置調整することにより前記の隙間Ｇを大きく調整することができる。但し、水平方向へ調整する際には予めロックボルト４８を緩め、また鉛直方向へ調整する際には予めロックボルト４９を緩め、調整後にはロックボルト４８，４９を再締結する。
【００７８】
この集束剤塗布装置５Ｃにおいては、回収トレイ１７Ｃをローラ軸１３の長さ方向に３分割し、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃを一体的に連結し、隙間調整機構２０Ｃにより、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの位置を一体的に上下方向と水平方向へ独立に調整可能にしたので、回収トレイ１７Ｃと集束剤供給トレイ１６Ｃの相対的な位置関係が変動しないため、前記隙間Ｇの調整の後に回収トレイ１７Ｃの位置を調整する必要がなく、集束剤供給トレイ１６Ｃからこぼれた集束剤Ｂを回収トレイ１７Ｃに回収する回収率を高めることができる。
【００７９】
前記実施例を部分的に変更する例について簡単に説明する。
１）前記実施例は、ガラス繊維製造装置の集束剤塗布装置及び集束剤塗布方法に本発明を適用した場合を例にして説明したが、本発明は、種々の合成樹脂製の繊維や炭素繊維を製造する種々の繊維製造装置の集束剤塗布装置にも適用することができる。
【００８０】
２）ガラスフィラメント群Ｆの数（つまり、塗布ローラの数）は３に限るものではなく、２でもよく、４以上でもよい。
３）前記実施例では、隙間調整機構を介して手動により隙間を調整する例を説明したが、隙間調整機構を介して圧電素子等を有する微動型アクチュエータにより隙間を調整するように構成してもよい。
４）前記実施例の隙間調整機構は、上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構とを備えているが、上下方向位置調整機構と水平方向位置調整機構の何れか一方のみで構成してもよい。
５）その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の繊維製造装置の集束剤塗布装置は、ガラス繊維、種々の合成樹脂繊維、炭素繊維などを製造する繊維製造装置において、フィラメントに集束剤を塗布する装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ ガラス繊維製造装置
３ ブッシング
３ａ ノズル
ｆ ガラスフィラメント
Ｆ ガラスフィラメント群
Ｓ ガラスストランド
Ｂ 集束剤
Ｇ 隙間
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 集束剤塗布装置
６ａ 集束ローラ
１３ ローラ軸
１４，１４Ａ 集束剤塗布ローラ
１４ｍ 最大径部
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 集束剤供給トレイ
１６ｕ 上端縁
１７ 回収トレイ
２０，２０Ｂ，２０Ｃ 隙間調整機構
２１，３１，４２ 上下方向位置調整機構
２２，３２，４３ 水平方向位置調整機構
Ｘ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する繊維製造装置に装備され、前記集束ローラよりブッシング側において多数のフィラメントに集束剤を塗布する繊維製造装置の集束剤塗布装置において、
共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、
前記集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイと、
を備えたことを特徴とする繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項２】
前記フィラメントがガラスフィラメントであり、前記繊維製造装置がガラス繊維製造装置であることを特徴とする請求項１に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項３】
前記各集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と前記集束剤供給トレイに対応する前記集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を調整可能な隙間調整手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項４】
前記隙間調整手段は、前記集束剤供給トレイの上下方向の位置を調整可能な上下方向位置調整機構と、前記集束剤供給トレイの水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整機構とを有することを特徴とする請求項３に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項５】
前記ローラ軸が金属材料で構成され、前記集束剤塗布ローラがカーボン材料で構成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項６】
前記集束剤塗布ローラの直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項７】
前記複数の集束剤供給トレイの下側に、前記複数の集束剤供給トレイから漏れた集束剤を回収する１つの共通の回収トレイを設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項８】
前記集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長が均一化するように、前記集束剤塗布ローラは、前記ローラ軸の軸心と直交する面と平行にフィラメントが接触する部分を最大径部とし、その最大径部から軸心方向へ離隔する程小径化するように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項９】
繊維製造装置のブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する際に、前記集束ローラよりブッシング側において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備された複数の集束剤塗布ローラにより、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布することを特徴とする集束剤塗布方法。
【請求項１】
ブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する繊維製造装置に装備され、前記集束ローラよりブッシング側において多数のフィラメントに集束剤を塗布する繊維製造装置の集束剤塗布装置において、
共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備され、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布する複数の集束剤塗布ローラと、
前記集束剤を夫々貯溜し且つその集束剤を夫々の集束剤塗布ローラの外周面に塗布可能に配設された複数の集束剤供給トレイと、
を備えたことを特徴とする繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項２】
前記フィラメントがガラスフィラメントであり、前記繊維製造装置がガラス繊維製造装置であることを特徴とする請求項１に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項３】
前記各集束剤供給トレイの集束剤塗布ローラ側上端縁と前記集束剤供給トレイに対応する前記集束剤塗布ローラの外周面間の隙間を調整可能な隙間調整手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項４】
前記隙間調整手段は、前記集束剤供給トレイの上下方向の位置を調整可能な上下方向位置調整機構と、前記集束剤供給トレイの水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整機構とを有することを特徴とする請求項３に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項５】
前記ローラ軸が金属材料で構成され、前記集束剤塗布ローラがカーボン材料で構成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項６】
前記集束剤塗布ローラの直径が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項７】
前記複数の集束剤供給トレイの下側に、前記複数の集束剤供給トレイから漏れた集束剤を回収する１つの共通の回収トレイを設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項８】
前記集束剤塗布ローラに接触する複数のフィラメントの接触長が均一化するように、前記集束剤塗布ローラは、前記ローラ軸の軸心と直交する面と平行にフィラメントが接触する部分を最大径部とし、その最大径部から軸心方向へ離隔する程小径化するように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維製造装置の集束剤塗布装置。
【請求項９】
繊維製造装置のブッシングに形成された多数のノズルから溶融状の多数のフィラメントを導出し、それらフィラメントを複数のフィラメント群となるように複数の集束ローラで集束してストランドを製造する際に、前記集束ローラよりブッシング側において、共通のローラ軸にその軸心方向に間隔を空けて装備された複数の集束剤塗布ローラにより、複数群のフィラメントに夫々集束剤を塗布することを特徴とする集束剤塗布方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９３０９８（Ｐ２０１２−１９３０９８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０２２４（Ｐ２０１１−６０２２４）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]