專利名稱:玻璃纖維制品(例如玻璃纖維網(wǎng)、玻璃纖維墊、玻璃絲線和頭道玻璃絲)的制造方法和裝置的制作方法
從玻璃絲加工成玻璃纖維并再將其加工成平面形產(chǎn)品，如玻璃纖維網(wǎng)和玻璃纖維墊，以及用玻璃纖維加工成束狀產(chǎn)品，例如玻璃絲線和頭道玻璃絲線等玻璃纖維制品的生產(chǎn)技術(shù)，是從一個(gè)裝有液態(tài)玻璃的貯存器中經(jīng)噴嘴拔出作為玻璃絲的溢出流，這些玻璃絲流同時(shí)被拉伸到預(yù)計(jì)的粗細(xì)，然后被分解成不同長度的玻璃纖維。
業(yè)已提出、試驗(yàn)和應(yīng)用了各種拉絲方法。其中包括有空氣射流和蒸汽射流法、噴射器、以及垂直于玻璃絲流出裝置安放的離心輪盤等。若按分離玻璃絲前，首先能準(zhǔn)確地把玻璃絲拉成均勻的很細(xì)的絲來看，那么以滾筒式拉絲方法最為可靠。在這種方法中，從一個(gè)包含有液態(tài)玻璃的噴嘴槽所拔出的玻璃絲被卷繞在拉絲滾筒上，玻璃絲被滾筒卷繞在其部分周長上。然后，在繞完一整圈前，玻璃絲又借助于剝離器切除，這時(shí)玻璃絲被切成玻璃纖維。從滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)數(shù)的準(zhǔn)確關(guān)系，可以調(diào)整和保持圓周速度，該圓周速度可保證在很小的誤差范圍內(nèi)以得到規(guī)定粗細(xì)的玻璃纖維。實(shí)際上，幾十年來一直通行的滾筒直徑為1000毫米、滾筒長度為1000毫米(這當(dāng)然還不算太長)、拉絲速度大約為50米/每秒。如果在繞完一整圈前，拔出的玻璃絲已被剝離器切除，同時(shí)又切成玻璃纖維，并且這樣得到的玻璃纖維被滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流經(jīng)過轉(zhuǎn)向送到傳送帶上，這就稱之為“干式方法”。與此相反，還有濕式方法。濕式方法是指切成同樣長但相對較短的玻璃纖維成疊地懸浮在水中，并在離開水后成網(wǎng)狀地浮在一條篩帶上。濕式方法的優(yōu)點(diǎn)及其越來越廣泛應(yīng)用的原因是在于，這種方法的生產(chǎn)率要比干式方法的生產(chǎn)率高。另外還由于利用這種方法，在其它場合，例如纏繞在拉絲滾筒上，能大量地生產(chǎn)玻璃纖維束;人們可以剝下這些作為“毛皮”纏繞起來的玻璃纖維層并切成玻璃纖維，然后倒入水槽內(nèi)(美國專利US-PS3766003)。然而，市場上還照舊需要長纖維的玻璃纖維網(wǎng)，因?yàn)檫@種玻璃纖維網(wǎng)不需要用液態(tài)粘結(jié)劑那樣結(jié)實(shí)的粘結(jié)，因而這種玻璃纖維網(wǎng)軟而揉韌。這種玻璃纖維網(wǎng)由于其粘結(jié)度低，具有相當(dāng)好的疏松度，因而顯得很突出，這就保證其具有飽和而快速的浸潤性或浸漬性。正因?yàn)槿绱耍@種玻璃纖維網(wǎng)在玻璃纖維增強(qiáng)塑料工業(yè)中倍受青睞。
此外，干式方法存在的問題還在于這個(gè)沉重的滾筒的準(zhǔn)確旋轉(zhuǎn)要求準(zhǔn)確的支承，并且滾筒的表面必須保持異常的干凈和光滑。然而，最大的問題還在剝離器。誠然存在有問題，但剝離器仍然是切除玻璃絲的最好和最可靠的方法，正因?yàn)槿绱?，才放棄了所有其它已知的方法，例如堵塞板、噴射器噴嘴等等。這里剝離器的任務(wù)不只是要可靠地切除玻璃絲，而且還要除去滾筒表面上由滾筒旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的、并輸送業(yè)已形成玻璃纖維的旋轉(zhuǎn)氣流。聯(lián)邦德國專利DE-PS1285114已對這些與使用剝離器有關(guān)的問題作了說明。摒棄以前所配置的厚的刮刀，在這項(xiàng)中轉(zhuǎn)而應(yīng)用極薄的、彈性剝離器，是當(dāng)時(shí)的一個(gè)重大的進(jìn)步。與應(yīng)用剝離器有關(guān)的一些問題，用拔絲滾筒或拉絲滾筒的問題、以及這二者與所謂“玻璃纖維密集”問題，有相互的影響。近十年來，這些問題更加嚴(yán)重了，同時(shí)，越來越難以使?jié)L筒拉絲方法適應(yīng)這種情況。原先人們從一系列安放的玻璃棒的終點(diǎn)熔煉產(chǎn)生100～150支玻璃絲，這些玻璃絲被一個(gè)1000毫米寬的滾筒拉伸和去除;而今天人們已處在具有1500或更多的噴嘴的噴嘴槽時(shí)代。這就意味著，這些只有幾微米粗的玻璃絲要比從前更加密集地聚集在同樣寬度的滾筒上，即比以前間隔約1厘米變?yōu)殚g隔小于1毫米。因此，必須準(zhǔn)確地把玻璃絲導(dǎo)引到滾筒表面上，也就是說，在分布纏繞時(shí)不允許玻璃絲有側(cè)向移動。這樣，剝離器就必須同時(shí)能可靠地去除更多的玻璃絲，并繼續(xù)轉(zhuǎn)送下去;同時(shí)，滾筒表面處處要非常光滑，因?yàn)闈L筒表面的傷痕和劃痕比纏繞少量玻璃絲時(shí)有害得多。而這就意味著，須在很短的時(shí)間間隔內(nèi)更換剝離器，比以前更加頻繁地清掃和適時(shí)地更換滾筒。即使剝離器只是以輕微的壓力或者無壓力地靠在滾筒上，實(shí)際上仍然還會形成可觀的、特別是作用在剝離器邊緣部分上的摩擦熱，這種摩擦熱就造成要經(jīng)常更換和重新研磨剝離器。
然而，還不只限于由于玻璃絲密度增加在剝離器上出現(xiàn)的問題，而且在很大程度上還在于在按照聯(lián)邦德國專利DE-PS976682和DE-PS1270456采用滾筒式方法工作的、至今仍為世界上所采用的相應(yīng)的干式玻璃纖維網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備中，往復(fù)堆積的問題給玻璃纖維的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來一些主要是機(jī)械方面的限制，以致于一種類似于造紙工業(yè)中所使用的所謂濕式方法，越來越多地得以應(yīng)用。
為此，本發(fā)明的目的是在干式方法中也能充分利用所謂玻璃絲密集的這種優(yōu)點(diǎn);此外，還要克服由于使用剝離器所帶來的一些問題，或者至少要減少這些問題，特別是改善剝離器的使用壽命及拉絲滾筒的表面質(zhì)量。
為此，用權(quán)利要求
1和權(quán)利要求
4所述的方法來達(dá)到上述目的。權(quán)利要求
2、3，以及權(quán)利要求
5至權(quán)利要求
8則涉及本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用的一些發(fā)展。
雖然從英國專利GB-PS785935中已知一種方法，在這種方法中，當(dāng)玻璃絲事先還在所謂“玻璃絲支架”上用粘結(jié)劑噴灑以后，玻璃單絲被導(dǎo)向一個(gè)把玻璃絲匯集成束狀的、并在圓周上開槽的圓盤上。玻璃絲垂直地從上進(jìn)入圓盤的外殼開槽內(nèi)，而水平成束地離開，即大約在圓盤中轉(zhuǎn)向90°地穿過。在這里，玻璃絲束被許多連續(xù)安放的噴射器去除;雖然這些玻璃絲已涂上粘結(jié)劑，但這些噴射器仍要把這些匯集成玻璃絲束的單絲拉伸到所希望的粗細(xì)。每兩個(gè)噴射器之間連接一個(gè)把玻璃絲束分割成屑的切割裝置，然后，其后一個(gè)噴射器把切碎的玻璃絲堆積在篩式壁上。由美國專利US-PS3318746可知，從一個(gè)馬弗爐中拔出的玻璃絲通過許多相隔一定距離安放的開槽輥?zhàn)訁R集成玻璃絲束，這時(shí)，玻璃絲束在即將通過第一個(gè)構(gòu)成六條玻璃絲束的輥?zhàn)忧?，被涂上粘結(jié)劑。離開第二個(gè)輥?zhàn)雍?，玻璃絲經(jīng)張緊輥到達(dá)拉絲盤。然后，拉絲盤只對玻璃絲束起脫錠作用，而不是對單絲起拉伸作用，也就是說，不再是把單絲拉伸到所預(yù)計(jì)的粗細(xì)。玻璃絲從拉絲盤上去除后呈卷曲形投放在圓盤下的傳送帶上，玻璃絲束是被拉絲盤內(nèi)放置的一個(gè)輻條輪所去除的，該輻條輪的輻條穿過外殼表面上的開孔。與此相反，在其改進(jìn)為本發(fā)明的干式方法中，松散無粘結(jié)而成組地匯集成束的玻璃絲，不僅被從一個(gè)包含有液態(tài)玻璃容器上的噴嘴拉出，而且還被旋轉(zhuǎn)拉伸面拉伸到預(yù)計(jì)的粗細(xì)，進(jìn)而分解成單絲，這些單絲被旋轉(zhuǎn)面產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流傳送、堆積成纖維網(wǎng)，或者纏成玻璃絲線或頭道玻璃絲線。
了本發(fā)明在具體應(yīng)用中的一些實(shí)施例，并借助這些附圖作如下說明。這些附圖是
圖1用正視圖和大大縮小了的比例給出按照本發(fā)明制造玻璃纖維的示意圖;
圖2為圖1的側(cè)視圖;
圖3為本發(fā)明制造玻璃纖維網(wǎng)或玻璃纖維墊的裝置;
圖4為圖3所示裝置的俯視圖;
圖5為本發(fā)明制造玻璃絲線或頭道玻璃絲線的裝置的側(cè)向示意圖;
圖6為圖5所示裝置的俯視圖。
在圖1和圖2上，用符號1來表征所有可能的玻璃絲生產(chǎn)裝置的熔煉噴嘴體，從嵌入該噴嘴體底部的噴嘴同時(shí)可拔出許多玻璃絲2。玻璃絲2由成束器、例如開槽的導(dǎo)向輥4分別將玻璃絲組3匯集成玻璃絲束5，從這里每束玻璃絲又被拉到具有光滑表面的拉絲盤6的背面上。在所畫的示意圖上，這些拉絲盤6都位于同一公共軸線7上。但是如后面所述，并不要求這些拉絲盤一定要處在同一公共軸線上。在繞完一整圈前，玻璃絲束5被剝離器8從拉絲盤的圓周上切除下來，并經(jīng)過導(dǎo)向裝置9送往篩式滾筒10。開槽輥、圓環(huán)、叉子等都可作為成束器。
由于分成玻璃絲組3的玻璃絲2只是松散而未加粘結(jié)劑的匯集成玻璃絲束5，因此，它們就不僅能可靠地被拉絲盤拉伸到預(yù)計(jì)的粗細(xì)，而且它們或至少一部分能在去除時(shí)被剝離器8分解成不同長度的單絲。為了把余下的尚未被剝離器分解成玻璃纖維13的玻璃絲也分解成玻璃纖維，在玻璃絲-纖維11運(yùn)轉(zhuǎn)中、就要堆積到篩式滾筒10之前，安排一個(gè)吹散裝置12。吹散裝置12，例如噴射器，還能增強(qiáng)由拉絲盤6的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的、在導(dǎo)向裝置9內(nèi)輸送玻璃絲-纖維11的氣流。這里還同時(shí)加入處理劑，例如粘結(jié)劑或(和)抗硬劑。篩式滾筒10分為吸入?yún)^(qū)(-)和超壓區(qū)(+)。吸入?yún)^(qū)促進(jìn)成網(wǎng)狀的玻璃纖維沉積，而超壓區(qū)則幫助去除這層玻璃纖維網(wǎng)。為清楚起見，圖1中略去了標(biāo)號8到標(biāo)號12這些部分。
經(jīng)過分組、并松散地匯集成束，以及經(jīng)過為每一股玻璃絲束所配置的拉絲盤的拉伸，可以加工大量(例如1500或更多時(shí))同時(shí)拉出的玻璃絲。比起長度較大的剝離器來說，長度較小的剝離器更易于控制，也就是說可以使其布置得非常平直，或者可以在整個(gè)拉絲盤寬度上安置得十分均勻。另外，較短的拉伸面更易于保持清潔，而且在不使用時(shí)，由于重量較輕，很容易互相獨(dú)立地更換。因而從這一方面來看，不會再由于玻璃絲數(shù)量多而帶來什么問題。
必須指出，圖1和圖2只示意說明了本發(fā)明的基本原理，并且為簡化圖解說明起見，也只畫出了五個(gè)玻璃絲組3和五股玻璃絲束5及相應(yīng)的帶有剝離器8的五個(gè)拉絲盤6。實(shí)際上，在證明是適用的1000毫米的標(biāo)準(zhǔn)寬度上裝有相當(dāng)多的剝離器，例如15個(gè)，這就是說，1500支單絲被分成15組，每組各有100支單絲。
按照示意說明玻璃纖維網(wǎng)或玻璃纖維墊制造原理的圖3和圖4，玻璃絲束在被拉絲盤6拉伸并被剝離器8去除后，大部分被分解成玻璃纖維，并經(jīng)導(dǎo)向裝置9進(jìn)入文邱里管14;在文邱里管14內(nèi)，先前還未被切割的玻璃絲再被分解成玻璃纖維。文邱里管14都匯集到一個(gè)堆積噴管15上，該噴管15在篩式滾筒10的寬度內(nèi)擺動地或變換地運(yùn)動，因而把玻璃纖維送到用于堆積的篩式滾筒10上。在篩式滾筒10上用法蘭連接一個(gè)排氣通道16，該排氣通道使吸入?yún)^(qū)(-)保持在低壓，并經(jīng)分支管路17借助節(jié)流閥18調(diào)整超壓區(qū)(+)。在超壓區(qū)，網(wǎng)狀或墊狀的玻璃纖維層19被剝除而放到傳送帶20上;然后，在涂敷裝置21里用粘結(jié)劑加以處理。在相應(yīng)的另一個(gè)裝置22中，玻璃纖維絲層被涂層或者被浸制。圖4中略去了圖3上的標(biāo)號8和標(biāo)號9部分。
圖5和圖6圖解說明了本發(fā)明在生產(chǎn)頭道玻璃絲線或玻璃絲線時(shí)的應(yīng)用。此時(shí)，在篩式滾筒10上玻璃纖維層的制造類似于玻璃纖維網(wǎng)或玻璃纖維墊生產(chǎn)中的情況。然而，這層玻璃纖維層在超壓區(qū)不是呈平面狀地被剝?nèi)?，而是集結(jié)在一起流入一個(gè)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管24中。在扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管24內(nèi)，玻璃纖維分別按照轉(zhuǎn)數(shù)和直徑被纏繞成頭道玻璃絲線或玻璃絲線，以便以后以已知的方式經(jīng)過導(dǎo)輥和張緊輥25、26到達(dá)卷繞裝置27。在制造玻璃絲線，尤其是頭道玻璃絲線時(shí)，也可省去篩式滾筒，這樣，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管就直接連接在靜止的噴管15上。
按照圖3和圖4制造玻璃纖維網(wǎng)或玻璃纖維墊、以及按照圖5和圖6制造玻璃絲線的實(shí)施例，各自說明了本發(fā)明范圍內(nèi)各種可能實(shí)施的一些形式。也可按照圖1和圖2不把所制造出來的玻璃纖維匯集在往復(fù)運(yùn)動的分配噴管15里，而把各股玻璃絲束所構(gòu)成的玻璃纖維直接由拉絲盤6經(jīng)導(dǎo)向裝置9送往堆積面，例如篩式滾筒上。這時(shí)，在堆積面上由各個(gè)拉絲盤形成帶狀的玻璃纖維堆垛，并彼此重迭地形成玻璃纖維網(wǎng)。此時(shí)，這些一般情況下具有公共軸23、以同樣轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而也以同樣圓周速度進(jìn)行拉伸的拉絲盤6，可以部分地以不同于其余拉絲盤的轉(zhuǎn)數(shù)來運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)果就會產(chǎn)生不同粗細(xì)的玻璃絲。這樣一來，例如兩個(gè)最外邊的拉絲盤6′和6″比其余的拉絲盤6轉(zhuǎn)得慢，結(jié)果兩個(gè)最外邊拉絲盤相應(yīng)的玻璃絲組3的玻璃絲2就變的較粗，而這就可以用來加強(qiáng)所生產(chǎn)的玻璃纖維網(wǎng)的邊緣部分。即使各拉絲盤6都處在一條公共軸線上，這也并不就意味著，所有這些拉絲盤都必須由一根同一轉(zhuǎn)數(shù)的軸來驅(qū)動。
如果在轉(zhuǎn)數(shù)相同時(shí)，拉絲盤具有不同的直徑，也可以得到同樣的效果。在這種情況下，人們可以不采用所有拉絲盤都在一條公共軸線上的方案，而把它們安排成構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的玻璃絲輸送面。
另一種可能性在于把不同數(shù)目的玻璃絲2匯集成玻璃絲組3。這樣，由一些拉絲盤所提供的玻璃絲數(shù)目就要比由另一些拉絲盤所提供的玻璃絲數(shù)目要多。例如，為了加強(qiáng)上面所提到的玻璃纖維網(wǎng)的邊緣部分，可給最外邊兩個(gè)拉絲盤6′和6″送入玻璃絲束5′和5″，這兩束玻璃絲是由比其余的玻璃絲束5更多的玻璃絲組成。由此在堆積玻璃纖維層上所產(chǎn)生的微小厚度差，經(jīng)過一對軋輥在堆積成的玻璃纖維網(wǎng)上消除。
有關(guān)符號名稱
1、噴嘴體 22、另一個(gè)裝置
2、玻璃絲 23、軸
3、玻璃絲組 24、扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管
4、成束器 25、導(dǎo)輥
5、玻璃絲束 26、軋輥
5′、玻璃絲束 27、卷繞裝置
5″、玻璃絲束
6、拉絲盤
7、軸線
8、剝離器
9、導(dǎo)向裝置
10、篩式滾筒
11、玻璃絲-纖維氣流
12、吹散裝置
13、玻璃纖維
14、文邱里管
15、堆積噴管
16、排氣通道
17、分支管路
18、節(jié)流閥
19、玻璃纖維層
20、傳送帶
21、涂敷裝置
權(quán)利要求
1、一種玻璃纖維制品，如玻璃纖維網(wǎng)、玻璃纖維墊、玻璃絲線和頭道玻璃絲線等的制造方法，該方法是用一個(gè)旋轉(zhuǎn)面從液態(tài)玻璃流中拔出許多玻璃絲，并把它們拉伸到預(yù)計(jì)的粗細(xì)，且在繞完一整圈前把這些玻璃絲從旋轉(zhuǎn)面上切除，這時(shí)玻璃絲被全部或部分地分成單絲，然后被拉絲面旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流轉(zhuǎn)向而成平面組織堆積在一個(gè)運(yùn)動平面上，或結(jié)成束狀組織被拉伸，其特征為玻璃絲松散無粘結(jié)地、成組地被匯集成玻璃絲束，并且這些單獨(dú)的、相互平行的玻璃絲束被配置于每股玻璃絲束的、平行相隔的旋轉(zhuǎn)面拉伸。
2、按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為拉伸面以不同的速度轉(zhuǎn)動。
3、按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為玻璃絲束是由數(shù)目不等的玻璃絲匯集成的。
4、實(shí)施按照權(quán)利要求
1至權(quán)利要求
3所述制造方法的裝置，包含有一個(gè)同時(shí)能產(chǎn)生許多液態(tài)玻璃絲細(xì)流的熔煉噴嘴裝置(1);一個(gè)把變冷的玻璃絲流拔成玻璃絲(2)，并把這些玻璃絲拉伸到預(yù)計(jì)粗細(xì)的旋轉(zhuǎn)拉伸面，其中在繞完一整圈前，用剝離器把玻璃絲從拉伸面切除，并用旋轉(zhuǎn)拉伸面所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流經(jīng)過導(dǎo)向裝置(9)，把玻璃絲堆積在一個(gè)運(yùn)動的透氣面(10)上，該裝置的特征在于玻璃絲(2)結(jié)成玻璃絲組(3)，并通過成束器(4)松散、無粘結(jié)地匯集成玻璃絲束(5)，每股玻璃絲都配備一個(gè)具有光滑外表面的拉絲盤(6)，它們都平行排列，并在玻璃絲輸送位置的剝離器(8)處排成一列、把玻璃絲一起送往導(dǎo)向裝置(9)。
5、按照權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征為在導(dǎo)向裝置(9)的末端連接一個(gè)吹散裝置(12)，該裝置把未被剝離器分解成玻璃纖維的玻璃絲再分解成玻璃纖維。
6、按照權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征為吹散裝置構(gòu)成了堆積裝置。
7、按照權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征為堆積裝置是由一組管子(14)組成;每一個(gè)拉絲盤(6)都配備其中的一只管子;并且所有這些管子都以其與拉絲盤相對著的終端匯集到一個(gè)在堆積面的寬度上往復(fù)或擺動運(yùn)動的分配噴管(15)上。
8、按照權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征為成束器(4)是由在外表面上開環(huán)形凹槽或環(huán)形溜槽的輥?zhàn)咏M成。
專利摘要
一種玻璃纖維制品的制造方法和裝置。已知用旋轉(zhuǎn)面拔出許多玻璃絲，并將其拉伸到希望的粗細(xì)且在纏繞一整圈前被切除，同時(shí)分解成單絲，并被拉伸面的旋轉(zhuǎn)氣流轉(zhuǎn)向而成玻璃纖維——空氣混合流，再進(jìn)一步加工處理。近年“玻璃絲密集”取得重大發(fā)展，在噴嘴槽上其大小不變可裝至少1500個(gè)噴嘴。但拔絲、尤其是剝離器方面卻跟不上其發(fā)展。本發(fā)明是把玻璃絲松散無粘結(jié)而成組地匯集成玻璃絲束，并將其配置于每股玻璃絲束的平行相隔并帶剝離器的旋轉(zhuǎn)面，用單獨(dú)而彼此平行的拉伸辦法，來解決問題。
文檔編號D04H1/4226GK86103342SQ86103342
公開日1986年11月19日 申請日期1986年5月20日
發(fā)明者弗里多·施拉克特 申請人:舒勒有限公司玻璃廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan