JPH0243691B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、高密度にオリフイスを穿設した穿孔
板のオリフイスから溶融した熱可塑性鉱物材料を
けん伸することによりこの材料から繊維を製造す
る方法及びそのための装置に、より詳細には、穿
孔板の下流側に形成された糸条及びフイラメント
をけん伸し、これらのフイラメントが一般に支持
体上に巻取られる糸の形に集められるようにし
て、連続ガラス繊維を製造することに関する。 連続糸を製造するために最も普通に用いられる
既知の紡糸技術は、冷却装置と共働して鉱物材料
からの糸条の安定な分離を確保するためのニツプ
ルをその底板に備えた口金を介し溶融した鉱物材
料をけん伸することによつている。ニツプルはけ
ん伸作業中にフイラメントが切れた時口金の底面
が「埋没」される現象を防止する。ニツプルのな
い穿孔板の場合、「埋没」“noyage”としてよく
知られる現象（特にガラスの場合「ガラス化」
“enverrage”としても知られる）が、溶解した
材料に隣接する複数の円錐の合体及び穿孔板の湿
潤及び毛管効果によるその下面上への溶融材料の
広がりとして現出される。このようにけん伸作業
中にフイラメントが切断した時もニツプルの存在
により口金の底面の著しいガラス化が防止され
る。 口金の底面にニツプルを形成することが難かし
く、更にニツプルの占める面積が広いことから、
ニツプル付き穿孔板を廃し、より小さい表面に同
数又はそれ以上のオリフイスを備えたほぼ平たん
な穿孔板をその代りに用いることが試みられた。
これにより原則としてより多数のフイラメントを
同時にけん伸し、従つて新しい製品を製造するこ
とだけでなく、口金の寸法が大きい場合に特に大
きくなる口金の底部の変形の問題も解消できる。 しかし穿孔板の単位面積当りのオリフイスの数
を増すことはフイラメントの切断の際に生ずるガ
ラス化現象により実際には制限される。ガラス化
現象は、隣接するオリフイス間の間隔が狭いほ
ど、またけん伸条件等に穿孔板のオリフイスの近
傍の温度が安定しないか又は一様でない程それだ
け容易に発生する。 密な間隔の多数のオリフイス及び従来の製造装
置の製造能力よりも高い製造能力により特徴付け
られる経済的に有利な口金を得るには、オリフイ
スの数と同数のフイラメントにガラスを容易に分
離してけん伸作業中この分離を維持し得ることが
必要である。 穿孔板でもつて良好なけん伸安定性を得て、穿
孔板の部分的又は全体的なガラス化（一般に非常
に長時間のけん伸再開作動を必要とする）のおそ
れ又はフイラメントの切断を少くするための種々
の方法及び装置が提案された。この分野での種々
の特許の内で最も代表的なものとしての、仏国特
許第2257552号には、表面積１cm²当り30個又はそ
れ以上のオリフイスを有する平らな板状の口金が
記載されている。フイラメントを形成してその分
離を保つには、電力の供給を調節し、常時高速で
吹込まれるガス流により冷却を助けて、口金の底
面の温度に正確に制御することが必要になる。 この方法は実施上の困難があるため多くの改良
の対象となつた。 仏国特許第229714号に記載された１つの改良例
によると、穿孔板に隣接したガラスと穿孔板の外
面との間に大きな温度差が設定され維持される。
穿孔板の温度はガラスの温度より28〜83℃低く、
ガラス化の危険は大幅に減少する。このために口
金の底面上に常時空気が吹込まれる。 仏国特許第2353496号に記載された別の改良例
によれば、口金の底面を形成する穿孔板の長辺の
両側に配設した２列の排出装置から冷却空気が常
時吹込まれる。穿孔板に対し30〜60゜の角度をな
すこれらの排出装置は、穿孔板の中心から５〜
127cmの距離におかれ、約30〜120ｍ／秒の速度で
空気のジエツトを供給する。オリフイスに到達す
る空気流は大体一様になり、空気の過大な消費は
防止できる。この吹込み法により改良はなされた
が、吹込み自体に固有のいくつかの欠陥がある。
特に全部のオリフイスについて温度を比較的一定
とし、円錐状のガラスを規則的に冷却することは
困難で、口金の底面上の温度の変動によりけん伸
が不安定になり、製造歩留まりが低下する。他方
ではフイラメントの切断後に平らな穿孔板がガラ
ス化した場合、けん伸再開に必要な以上のガスの
排出により熱状態が著しく乱されるため、けん伸
再開が長引き且つ複雑化する。またこの方法は、
小径の繊維を製造しようとすると一層困難にな
る。 口金のガラス化のおそれを少くするための仏国
特許第2128312号に記載された方法によれば、平
たんな穿孔板又は１列のオリフイスを穿設した長
手方向の平行流路を有する穿孔板により形成され
た口金の底面の方に特別の混合ガスが向けられ
る。この方法によれば、口金の底面上に炭素を沈
着させて水素を吸着させるために熱分解可能な炭
化水素ガス又は非酸化性ガス又は不活性ガスが絶
えず供給され、ガラス及び高温の口金の底面と接
触するガスの化学分解により生ずる炭素の沈着に
より、口金がガラスにより湿潤されず、各オリフ
イスのところで形成されるガラスの小球相互間再
結合が妨げられる。 不活性ガス及び炭化水素ガスの供給装置及びガ
ス送入用の多孔状又は穿孔された管状部材から成
る装置の複雑さと、使用するガスの性質とのた
め、けん伸装置のコストが増大する。 また微粉状炭素が存在する還元性雰囲気中にお
いてガラス繊維が形成されるとガラス繊維の性質
が劣化する。 フイラメントの切断後に生ずるガラス化を制御
する他の方法も知られている。 即ち米国特許第3979195号によれば、穿孔板の
下面に形成した細い溝によつて各々のオリフイス
が少くとも２つの隣接オリフイスに連通される。
そのためフイラメントが切断されるとガラスは主
にこの溝を流れて、隣接するオリフイスの１つか
らけん伸されるフイラメントに供与される。ガラ
スの付加により大きくなつたフイラメントは、口
金の底面上に常時供給される空気のジエツト流の
作用の下に２つに分離される。 この方法は、ガスの常時送入に伴う上述した欠
点をもつ上に、実施が非常に困難である。実際に
溝を通るガラスが過度に冷却されると、これと接
触する隣接する円錐状のガラスを引張り、隣接す
るガラスの切断をひき起こし、無制御の局所的な
ガラス化が招来される。ガラスが高温に過ぎると
溝からガラスが離れ易くなるため無制御なガラス
化が生ずる。 この方法を改良した別の方法及び装置が米国特
許第3982915号に記載されている。 この米国特許によればオリフイスは平らな板体
に穿設され、各々数十個のオリフイスを含む複数
の帯域にまとめられている。各々の帯域の内部に
おいて各々のオリフイスは２群又は３群ａ、ｂ、
ｃに細分されている。 群ａからの１本のフイラメントが偶然に切断さ
れると、群ａから流出するガラスは３つのオリフ
イスを隔だてる金属を優先的に湿潤させ、群ｂ、
ｃからの円錐状ガラスに優先的に供給され、これ
らの円錐状ガラスにより連行される。口金の底面
上に常時向けられるジエツト流により３つのフイ
ラメントへの再分離が生ずる。 この場合にも、ガスの常時吹込みと、制御され
ないガラス化又は切断を生じ得るガラスの粘度の
非常に局在化された変動とによる固有の難点が存
在する。また口金の再始動は、穿孔板の全面的な
ガラス化を最初に必要とするので、複数のフイラ
メントへの細分が長引き、しかも困難になる。 口金の作動開始の時からガラス化を防止し、又
はけん伸作業の開始前においてガラス化を完全に
除くため、従来から種々の技術が提案された。 本発明により、従来技術とは相違して、複数の
オリフイスを穿設した或るはつきりと定まつた領
域について、安定な制御されたガラス化と、これ
らの領域から選択的にガラスのけん伸がなされ得
るような操作条件とを得ることを可能とする方法
並びに装置が提供される。 実際に、本発明の目的は、１つの与えられた口
金から２種の異なる操作形態即ち１つのオリフイ
スについて１本のフイラメント又はガラス化され
た１群のオリフイスから１本のフイラメントを取
得する操業形態を得ることにある。即ち本発明に
よれば、特に要素フイラメントの数並びにこれら
の直径について相違する広い範囲の糸を同一の口
金から製造することができる。 本発明の別の目的は、小径のフイラメントの製
造にも良好なけん伸安定性を保ちながら、多数の
要素フイラメントから成る糸を得るために単位面
積当りのオリフイス数及び１個の口金のオリフイ
スの全数を増大させることにある。 これらの異なる要因即ちオリフイス数を増して
けん伸安定性を改善することにより、フイラメン
トの切断を少くし、製造効率を高くできる。 これらの目的並びに他の目的は、以下に詳細に
説明する条件の下に作動する新しい形態の口金の
使用により達成される。 本発明の大体において特許請求の範囲第１項に
よる製造方法に存する。 本発明の一実施態様によれば、ボスの外側下面
に穿設したオリフイスを通るガラスの制御された
冷却により、ボスの該外側下面のガラス化が制御
される。 本発明の別の実施態様によれば、ガラスの冷却
は、各々のボスの外側下面のガラス化がひき起こ
され、各々のボスの底部に穿設したオリフイスの
全部から流出するガラスから１つのボス当り１本
のフイラメントがけん伸されるように行われる。 本発明の別の実施態様によれば、ガラスの冷却
は、ガスの外側下面のガラス化が最小限となりし
かもボスの外側下面に穿設した各々のオリフイス
から流出するガラスから１本のフイラメントがけ
ん伸されるように行われる。各々のボスの外側下
面のガラス化が確保されるように温度t₁までガラ
スを冷却させ、対応のボスの外側下面上に分布さ
れた溶解したガラスから１ボス当り１本のフイラ
メントをけん伸し、次にガラス化が消失するまで
t₁以下の温度t₂まで全部のガラスを再び冷却し、
各々のオリフイスから１本のフイラメントをけん
伸する。 その場合の口金の作用は次の通りである。各オ
リフイスからガラスを流出させ、ボスの外側下面
を覆わせ、単一の小球を形成させる。１ハニカム
当り１本の割合でフイラメントをけん伸（引き伸
ばし）する。ボス上にガス流を向け、各ボスの底
部のオリフイスと同数の要素フイラメントに各々
のフイラメントを細分する。回転している支持体
上に巻取つた少くとも１本の糸となるように要素
フイラメントを集め、糸の巻取り開始時からガス
流を停止させて、前記のフイラメントのけん伸を
続ける。 ボス相互を隔だてる間げき中にて循環されけん
伸中のフイラメントにより連行される周囲ガスと
ボスの壁部との間の対流及び放射によつてガラス
を冷却させる。 口金の各オリフイス間の温度の偏よりを少くし
てこれらのオリフイスを去るガラスの粘度を増大
させるようにガラスの冷却を行わせる。 本発明の別の特徴によれば、けん伸安定性を損
うような温度の偏よりをガラスがオリフイスのと
ころで示すような口金の熱的不平衡が存在する場
合、各オリフイスの出口のところの溶解したガラ
スの温度の関数として、ボスの近くに配設された
複数の冷却部材を備えた装置との熱交換により、
ガラスの冷却を制御する。 この冷却により、口金の方向に空気又はガスの
連続した強力な流れを吹込むことなく、より安定
なけん伸と一様な温度とが達成される。 特にボスの壁部と冷却部材との間の放射による
熱交換により生ずるこの差動冷却は、ハニカムへ
のガラスの流入面P_Eと平均けん伸面P_Fと同一視
し得る対応のボスの外側下面との間においての温
度降下によつて表わされる。 いろいろの温度降下は、前記部材の全部又は一
部をボス相互間の間げき中に係合させ、更にけん
伸オリフイスのところの温度の関数として口金の
底面に対するいろいろの高さに前記部材を配設す
ることにより特に制御する。 本発明の一実施態様によれば、ハニカムへのガ
ラスの流入面P_Eと平均けん伸面P_Fと同一視し得
る対応のボスの外側下面との間において温度降下
は少くとも20℃である。ガラス又は同種の熱可塑
性材料のけん伸の場合、いろいろのハニカムにお
いての温度降下は、20〜140℃、好ましくは30〜
90℃である。 本発明の別の実施態様によれば、オリフイス内
にてのガラス温度は各オリフイスの近傍の金属の
温度にほぼ等しくし、この温度自体は口金の板温
度よりも低くする。 ハニカム及びガラスの小球の放射による冷却
（時には冷却部材の位置の調節により制御される）
は、口金の寸法特性の関数である。熱交換に対し
大きく影響するこの寸法特性は特に後述するよう
にボス高さといろいろの壁部の厚さである。本発
明の有利な一実施態様によれば、ｎ個のハニカム
上に配分された全部でＮ個のオリフイスをもつ１
つの口金から、単に口金の底面をスイープする
流、ボス中にて生ずる温度降下並びにフイラメン
トのけん伸速度のようなけん伸条件を操作するだ
けで、ｎ本又はＮ本の要素のフイラメントから成
る１本の糸が製造される。 則ち、Ｎ本のフイラメントから成る１本の糸を
ｎ本のフイラメントから成る１本の糸に移行させ
るには、作動開始時に、各々のボスの外側下面に
部分的なガラス化を保ち、口金の底面上へのガス
の吹込みを回避し、けん伸パラメーターを変更
し、特にハニカム中に生ずる温度降下を少くする
だけでよい。 その逆にｎ本からＮ本に移行する際は、作動開
始時に連続的又は周期的に口金の底部の方にガス
流を送り、けん伸パラメーターを変更し、特にボ
ス中での温度降下を増大させるだけでよい。 この変更後にフイラメントのけん伸速度を少く
してフイラメント直径をより小さくできる。 本発明の利点は、使用上の特別の柔軟性を口金
に与える、穿孔域のガラス化の完全な制御にあ
り、操作者は作動開始時において比較的少数の要
素フイラメントを操作するだけけでよく、普通の
はん伸パラメーターを採用することによりｎ本又
はＮ本のフイラメントから成る１本の糸が非常に
すみやかに得られる。 特に、ある１つの口金から多種の糸が製造で
き、特に比較的おそいけん伸速度で非常に細い
（例として10μｍの）フイラメントをけん伸でき
るため、半製品が直接製造できる。そのため、積
層糸（stratifils）又は切断繊維（fibrecoupe′e）
の名称で知られる高テツクスの巻取りが口金の直
下において得られる。 １つのオリフイスからのフイラメントの切断は
系統的な製造工程の中断をもたらさない。即ちこ
のオリフイスから流出するガラスが十分に高温で
あると、それは同じボスからの他のフイラメント
の小球に供給され、ボス１つ当り少くとも１本の
フイラメントを形成するようにけん伸が続けられ
る。何千個ものオリフイスを有する口金の場合、
断面積の大きな１本又は数本のフイラメントの形
成は糸製品の品質に影響しない。操作者はある特
定数の切断が起こるまではけん伸作業を中断しな
くともよい。これは特に半製品を製造する場合に
有利である。 更に本発明によれば、ニツプル付口金を用いた
従来の方法に比べて低いオリフイスのところでの
けん伸温度でガラス繊維を製造できる。そのため
同一のガラス紡糸については多くの場合に口金の
寿命が長くなる。 オリフイスの出口においてのガラス温度は比較
的低いので、１本のフイラメントの切断が同じ口
金からの他のフイラメントの切断をひき起こすこ
とがある。しかしガラス化過程は、その１つのボ
スに限定され、その結果としてのガラス滴はニツ
プル付口金の場合に比べてはるかに遅い速度で生
成する。 本発明による紡糸方法を実施するために使用さ
れる装置は、一定間隔にモザイク形状のボスを底
面に備えた口金に連結されてガラスを単に重力作
用の下に供給する供給源を有し、各々のボスは、
底面に複数のオリフイスを穿設した内側ボスと、
口金の底部の下方の横側に配設された吹込斜面
と、ガラスフイラメントのけん伸−塗布装置とを
備えている。吹込み斜面は全部の穿孔域に到達し
得るようにガス流を供給せねばならない。吹込斜
面は固定されていてもよいが、十分効果的にする
には、口金の底面に対する排出装置の傾斜角を正
確に調節する必要がある。吹込斜面は好ましくは
後述するように可動にする。 本発明方法を実施するための装置は、ボスの近
くに配設された複数の冷却部材を有する少くとも
１つの冷却装置を備えている。ボス中への溶解ガ
ラスの流入面とけん伸面と同一視し得る対応のボ
スの外側下面との間に少くとも20℃に等しい温度
降下が生ずるように、けん伸中にフイラメントに
より連行される周囲ガス及び時には冷却部材との
熱交換に留意して、ボスの形状及び寸法並びにボ
スの間隔を定める。これらの相対的な寸法は１つ
のボスについて得ようとする温度降下（流入面
P_Eから測定したガラス高さ１mm当り平均10〜20
℃）の関数として各々の口金について計算する。 ボスは好ましくは簡単な幾何学的形状例えば底
面が好ましくは偏平な円筒形又は立方体のキヤビ
テイの形状とする。 ボスの底面においてのボスの外側下面は好まし
くは大体偏平とし、これに穿設されるオリフイス
は、前記底面の中心を通る垂直軸線に関し好まし
くは規則的に配列する。 このようにオリフイスを配列すると、１個のボ
スについて１本のフイラメントをけん伸する際
に、このフイラメントの小球に供給されるガラス
の流れがより規則的になる。 本発明の一実施例による製造装置によればボス
は垂直横壁を有し、外面の横断面は正方形状であ
る。 本発明の別の実施例による製造装置によれば、
口金の長手方向軸線と直角な少くとも１つの列か
ら各々成る複数群として規則的な間隔に各々のボ
スが配列され、２つの連続する群の間の間隔は、
１つの冷却部材を介設できるような値を有する。
１つの群が少くとも２つの列から成る場合、これ
らの列は好ましくは相互に対して横方向に位置を
ずらせて配列される。 口金に組合わせられる冷却装置は、伝導又は対
流により冷却される複数の細長い部材の集合体で
あり、流体冷却される少くとも１つの中空本体に
溶接した従来の型式の複数の薄いベーンの集合体
によつて好ましくは形成される。 ガラスのけん伸により誘起される空気流に基づ
く乱流を少くし、ガラスの小球の安定化に役立つ
バツフル群が口金の底面に形成されるように、ボ
スの形状及び寸法を定める。 この効果は冷却装置のベーンの存在によつて増
大する。 次に図面に示した本発明の好ましい実施例につ
いて詳述する。 最初に、本発明による紡糸口金を備えた紡糸装
置の全体的形状を一例として示す第１図を参照し
て説明する。 Pt90％−Rh10％の合金からほぼ構成される口
金１は、ジユール効果による加熱用の電流が到来
する端子２を備えている。口金１は一連のボス４
の外側下面に穿設したオリフイスを通つて流れる
溶融ガラスを収容し、ボス４は好ましくは口金１
と同じ合金からつくられ、口金１の底部を形成す
る板体５の底端に突出するように形成されてい
る。口金１は既知の形式のガラス供給源と連通し
ており、この供給源は、ガラスを溶融状態で重力
作用により口金１中へと直接に流出させる溶融炉
の前方部材であつても、口金１中において再溶解
される小球の形でガラスを供給する供給装置であ
つてもよい。どんな供給源を用いても、オリフイ
スを通る溶解したガラスの流れは、板体５の上方
にある溶解したガラスの静圧により本質的に確保
される。ガラスは要素フイラメント６となるよう
に、既知のように回転スピンドル７を介しけん
伸、則ち引き伸ばされる。潤滑装置８により潤滑
剤を適用した後、フイラメント６は、当該技術に
おいて慣用される櫛刃状部材１０，１１のような
部材により１本以上の糸９として集められる。糸
９は、スクリユー１２のような配糸部材により回
転スピンドル７に沿いトラバース運動しながらそ
の上に巻取られる。 少くとも１列のオリフイス又はノズルを穿設し
た吹込斜面１３は、長手方向軸線の回りに可動に
取付けてあり、ノズル又はオリフイス全体から供
給されるガス流が口金１の底部を周期的に完全に
走査するように長手方向軸線の回りに可動に取付
てある。これは斜面１３の回転又は振動により行
われる。 この形式の斜面１３は、第１，４Ｃ図に示さ
れ、直径が１mmで口金１の長さに少くとも等しい
長さに亘り２mm間隔で配列された１列のオリフイ
ス１４を備えている。斜面１３は、好ましくは操
作者が近付く側と反対の側において紡糸面の横側
又は下側に紡糸面の長手方向軸線に対し好ましく
は100〜300mmの距離に配設されている。これの回
転速度は１秒間２〜３回転である。底部が約250
cm²の表面をもつ口金１の場合、好ましくは周囲温
度の空気であるガスの排出量は１分間0.1〜１m³
である。口金１の底部のレベルにおいてのガス流
速は一側として１秒間１〜10ｍである。 より広汎で一様な冷却効果を得るためにオリフ
イスの列の数か又はその直径又は斜面１３の回転
速度を変更してもよい。 この効果は口金１の底面の長辺の両側に２つの
斜面１３を設けることによつても得られる。斜面
１３の回転はその間から出るガス流が交互に口金
１の底面をスイープするように制御する。 口金１の底面の全部をスイープする角度をオリ
フイス１４の列が通過するように斜面１３を単に
振動させてもよい。 この場合、オリフイス１４の列の数を多くした
り、振動速度を変えたりしてもよい。同様に、口
金１の両側に２つの振動口金を配設し、２つのガ
ス流が口金１の底面を交互にスイープするように
それぞれの運動を制御してもよい。 ガスは導管１７に連結した斜面１３の一端又は
両端から導入し得る。 各々の実施例において斜面１３は１個以上の集
収軸受を有し、これから空気が供給される。 ２つの軸受は、紡糸位置上に吹込装置を位置決
めし固定するための図示しない板上に支持されて
いる。この板は吹込量の関数として可変の速度の
空圧モーターも備えている。 斜面１３と空圧モーターとの間の連結装置は所
望の吹込モードに従つて構成される。 回転斜面の場合の連結は、２個の歯車（一方は
斜面１３の一端に取付けてあり、他方はモーター
軸に取付けてある）によつて行われる。 振動斜面の場合、やはり斜面の一端に固定され
た連結棒−クランク装置によつて連結が行われ
る。スイープ角度振幅の調節は、モーターの回転
軸に対する連接棒の脚部の長さの強調の程度を変
えることにより行われる。 第１図に、特別の吹込順次に対応する別の実施
態様を示し、この例では斜面１３の一方の先端と
一体のアーム１８は自由端に転子１８ａを備えて
いる。図示しない復元ばね又は同様の装置によつ
てこの転子をモーター１３ａの軸に固着したカム
１９の表面と接触した状態に保持する。 そのためカム１９の形状を変えることにより口
金１の前方、中間又は後方の領域に対して可変持
続時間の吹込を行い得る。 前述した種々の可動の斜面により、口金１の底
面のほぼ全部の穿孔域に対してほぼ同一の効果の
ガス流を供給し得る。これらの斜面は作用が簡単
で容易に交換でき、調節も広汎に行うことがで
き、モーターの回転速度を変更して吹込作動の頻
度を変更し得る。 斜面１３は後述するように口金１の再始動の或
る所定時点においてガス流を供給する。 第２，３図に示した冷却装置は、従来技術にお
いて良く知られたベーン形の冷却装置である。ベ
ーン１５は少くとも１つの主要管１６を有し、主
要管１６中には冷却液特に水が収容されている。 ベーン１５は２つの連続する列を隔だてる間げ
きと向かい合いに位置され、時々この間げき中に
部分的に係合し、紡糸オリフイスのところに所望
の温度が得られるようになつている。 第４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ図に示す本発明によ
る口金１の作用について次に説明する。 口金１に供給される溶融ガラスは、ボスを通過
し、ボス４の外側下面に穿設したオリフイス３を
通つて流れ、この下面をすみやかにガラス化す
る。ガラスの流れはボス４のところに単一の小球
２０を生成し、この小球２０は自重により徐々に
下降し、単一のガラスフイラメント２１を形成す
る。この過程は手動により加速し得る。このよう
に形成された全部のフイラメント２１を１つに
し、低速引き伸ばしを行う。ガス流好ましくは空
気流を供給し、これにより口金１の底面を走査す
る。 このように瞬時的に各々のフイラメント２１を
各ボスの下部のオリフイス数と同数の要素フイラ
メント２２に細分する。 これらの要素フイラメントを少くとも１本の糸
として集め、回転スピンドル７に巻取る。巻取り
の形成開始後直ちにガス流を停止させてフイラメ
ントの引き伸ばしを開始する。 ガス流の作用を廃して同じ作動サイクルを利用
し得るが、この場合はボスにより要素繊維が得ら
れる。 ガス流の速度は十分低くされ、紡糸作業中その
低い値に保つことができる。 第５，６図に限定的でない一例として、４〜７
個のオリフイス３をもつボス４の外側下面を示
す。ボスのオリフイス３の数は、ボス４の数、オ
リフイス３の直径、及び特に軸間隔の大きさによ
り大きくできる。 オリフイス３の数は、オリフイス３の最大可能
な密度を得ることと紡糸作業中の小球２０の分離
状態を良くすることとを勘案して定める。 オリフイス３の数の如何にかかわらず、ボスの
基部中心を通る垂直軸に対し調心された円上にオ
リフイス３の中心を位置させ得ることがわかつて
いる。この基部の中心は中心オリフイスにより占
められ得る。オリフイス３の縁部間の間隔は１〜
0.2mm又はそれ以下としてもよいが、好ましい間
隔は0.2〜0.5mmである。 ボス４は、第５〜７図に示すように、口金１の
底面の長手軸線と直角に単列又は複列として配設
し得る。 各列においてボス４は距離ａをもつて隔だてら
れ、この距離ａは少くとも0.1mm、好ましくは0.4
〜１mmである。こ距離ａは第７図に示す態様を選
定した時は異なる２列の隣接するボス４の間に保
たれる。第５，７図に示す列間の距離ｂは冷却装
置の１つの冷却要素を介設し得るように定めら
れ、2.5〜5.5mm、好ましくは3.5〜４mmである。 第５〜７図に製造の容易な立方体又は円筒体の
ボス４を示す。コンパクトな複数の群として配列
されるならば別の形状のボスを用いてもよい。 互に隔だてたボス４を使用することの特別の利
益は、ボス４の壁部中というよりはボス４の底板
中に電流が循環されることである。従つて特にボ
ス４の下側壁の厚さは、全体として考えた口金の
電気的特性と無関係に選択し得る。そのためボス
付き口金１は従来のニツプル付きの底部をもつ口
金と同様に電気的特性を示し、不つごうな点はな
い。 いくつかの重要な寸法上の特性を第８図に示
し、ここにｅ、ｆは口金１の厚さとボス４の厚
さ、ｈ、ｐはボス４の側部壁のそれぞれ高さ及び
厚さである。 これらの値の選定上の本質的な条件は、ジユー
ル効果により消散される電気エネルギー現象、口
金１の機械的抵抗、熱交換現象オリフイス３を通
るガラスの流量及び単位面積当りのオリフイス３
の数である。 従つて最少可能な金属を固定させて口金１の底
部に或る十分な機械的耐力を与えるには、厚さｅ
は0.5〜３mm、好ましくは１〜２mmとする。 ボス４の寸法特性と無関係に定めたこの厚さｅ
は、上記底部の異なる領域ごとに異なつていてよ
く、口金１の底面全体にできるだけ一様に電流が
分布されるように選定される。 ガラスの流量を部分的に規定する厚さｆは他の
寸法特性と無関係に定めることができ、これらの
厚さを非常に小さい値に定めると、オリフイス３
中の水頭損失は最小になり、非常に小さい直径の
オリフイス３から大きな流量が得られる。厚さｆ
はオリフイス３の直径に留意して0.2〜２mm好ま
しくは0.4〜１mmとしてもよい。 ガラスの冷却速度はボス４の側部壁の高さｈ及
び厚さｐに厳密に依存する。 ボス４が一例として円筒形ならば壁部Ｐの厚さ
ｐは一定としてよい。第９図に示すように、正方
形外面のボス４が円筒形内面の小孔部に対応して
いる場合、この厚さｐは水平面内で変化させても
よい。厚さｐは第１０図に示すように垂直面内で
変化させてもよい。後者の場合に壁部Ｐの厚さは
口金１の底部とのボス４の結合部からボス４の下
部にかけて厚さｐからp′まで変化する。 一般に本発明による口金１において高さｈは１
〜10mm、厚まｐは0.2〜２mm好ましくは0.4〜１mm
である。 ベーン１５がない場合、第８図に示す平面P_E
（ボスへのガラスの流入面）において、T_E1、T_E2
は２つのボス４₁，４₂に流入する時のガラスの温
度、T_F1、T_F2は紡糸面P_Fにおいてのオリフイス
３の温度である。T_E2がT_E1より高いと、他のパ
ラメーターが一定ならば、ボス４₂において生じ
た温度降下△T_N2＝T_E2−T_F2は、作動温度が非常
に高くなる付加ガスなしにこの系内に放射及び対
流により熱交換が優勢に行われるとして、ボス４
_１の温度降下△T_N1＝T_E1−T_F1より大きい。 そのため平均面での温度の偏より△T_F＝T_F2−
T_F1はボスの流入面での偏より△T_E＝T_E2−T_E1よ
り少い。この熱緩衝効果即ちボスの入口に存在す
る温度偏りの紡糸面レベルでの低減の効果は、
各々のボスでの温度降下が大きいほどそれだけ高
くなる。 それでも紡糸面P_Fにおいての温度の偏よりの
減少が不十分ならば、本発明による口金１の底部
の形状により、冷却ベーン１５を取付け、異なる
ボスの列において設定しようする温度降下をこの
手段により制御することができる。 ニツプルが存在する場合と少くとも同等の紡糸
安定度となるようなわずかな温度のばらつきが紡
糸面すなわち、平均けん伸面P_Fで得られるので、
小径の繊維が良い歩留まりで製造できる。オリフ
イス３のレベルでのこのわずかな温度のばらつき
により、与えられた紡糸温度範囲について繊維直
径のばらつきが少くなるという利点が得られる。 そのため、比較的低い引き伸ばし速度で繊維直
径を非常に小さくできるので、本発明による口金
１は、半製品の製造に特に適合している。 第１２〜１４図に主な応用例を示す。 第１の応用例は、単一の口金（第１１図）又は
複数の口金（第１２図）から出発して得た高テツ
クスの巻取りを口金１の直下において製造する場
合である。 第２の応用例は第１３図に示す装置により複数
の口金から供給される連続糸からマツトを製造す
る場合である。 切断繊維を口金直下で製造する第３の応用例を
第１４図に示す。これは切断繊維から敷物を製造
する場合である。 次に実施例につき説明する。 実施例 １ ロジウム−白金製の金属板から口金底面を形成
し、この底面は１列当りボス４の数が10個で合計
40列のボス４を有し、各ボス４には４つのオリフ
イス３が穿設してある。 ボス４の配列と構造を第５，８，９図に示す。
寸法特性は次の通りである。 口金の底面 380×16mm 厚さｅ 1.5mm ２個のボス４の間隔 ａ＝１mm、ｂ＝3.5mm ボス４の断面 4.7×4.7mm ボス４の高さｈ 4.5mm 厚さｆ 0.5mm 厚さｐ 最小値で0.35mm オリフイス３の直径 1.6mm 縁部間隔ｄ 0.2mm 市場の第１の規準に従つてこの口金１から引き
伸し速度12ｍ／秒で直径17μｍの要素フイラメン
ト1600本から成る900テツクスの糸を得た。 光学的高温計により測定したけん伸（けん伸ば
し）平均温度は1130〜1140℃であつた。小孔部で
の温度降下は80〜90℃であり、冷却ベーン１５は
上端がボスの底部よりも約２mm下方になるように
配設した。 １日当り生産量は890Kgであつた。 市場の第２の規準に従つて、10ｍ／秒のけん伸
速度で直径36μｍの要素フイラメント400本から
成る1000テツクスの糸を得た。 けん伸平均温度は1150〜1160℃、振動小孔部で
の温度降下は60〜70℃、１日当り生産量は890Kg
であつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ合金から成る口金１の底面に１
列当りボス７個の割合で32列のボス４を形成し、
各ボス４に７個のオリフイス３を穿設した。 ボス４の配列及びオリフイス３の配分は第６図
に示すようにし、オリフイス２の数については実
施例１に記載したボス４の構造と同一にした。 寸法特性は次のように定めた。 口金の直径 380×58mm 厚さｅ 1.5mm ボス４の間隔ａ １mm ボス４の間隔ｂ 3.5mm ボス４の断面 6.4×6.4mm ボス４の高さｈ 4.5mm 厚さｆ 0.5mm 厚さｈ 最小値で0.5mm オリフイス３の直径 1.6mm 縁部間隔 0.3mm 900Kg／ｊのけん伸に対して1568個のオリフイ
ス４をもつこの口金に対し提供される可能性は、
表１に示した製造例に示す通りである。 実施例 ３ この例でも白金90％とロジウム10％とから成る
口金１底面に１列当りボス19個の割合で52列のボ
ス４を形成し、各ボス４に４個のオリフイス３を
穿設した。ボス４の配列及び構造は第５，８，９
図に示す通りである。 また寸法は次の通りである。 口金１の底面 463×111mm 厚さｅ 1.5mm ボス４の間隔ａ １mm ボス４の間隔ｂ 3.5mm ボス４の断面積 4.7×4.7mm ボス４の高さｈ 4.5mm 厚さｆ 0.5mm 厚さｐ 最小値で0.35mm オリフイス３の直径 1.6mm 縁部間隔 0.2mm 2000Kg／ｊの理論けん伸に対してこの3952オリ
フイスの口金により提供される可能性を表２に示
す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は高速で回転しているスピンドル上に巻
取るために用いられ本発明による口金を備えた装
置を示す全体図、第２図は第１図に示した口金の
底部の部分的な横断面図、第３図は第１図に示し
た口金の底部の部分的な縦断面図、第４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ，４Ｄ図は本発明による口金の異なる作
動段階を示す斜視図、第５，６，７図は本発明明
による種々の口金の一部の縦断面図、第８図は第
５図に示す口金の底部の一部の縦断面図、第９図
は第５，８図に示すボスの水平断面図、第１０図
は別の種類の小孔部の垂直断面図、第１１，１２
図は積層糸の巻取りを口金の直下において製造す
る装置を示す説明図、第１３図は連続糸のマツト
を口金の直下において製造する装置を示す説明
図、第１４図は切断繊維の敷物を口金の直下にお
いて製造する装置を示す説明図である。 １……口金、３……オリフイス、４……ボス、
６……フイラメント、７……スピンドル、９……
糸、１１……櫛、１３……吹込斜面、２０……小
球。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製口金の底面上に領域別に区分された密
   な間隔の複数のオリフイスから形成される連続繊
   維を、該口金内を重力の作用の下に流れるガラス
   の様な熱可塑性鉱物材料からけん伸によつて製造
   するに当たり、 (イ) 該口金の底面に壁部により外側域が区画され
   るボス４に夫々供給される多数の流れに、溶融
   したガラスを細分し、 (ロ) 該ボス４の底面に穿設した複数のオリフイス
   ３を経て各ガラスの流れを重力によつて流下さ
   せて、該口金の底面から送出し、 (ハ) 対応するボス４の外側下面から送出されるガ
   ラスの状態には関係なく、ボス毎に少なくとも
   １本のフイラメントをけん伸する、 ことを特徴とする製造方法。 ２ ボス４の外側下面に穿設したオリフイス３を
   通るガラスの制御された冷却によりボス４の該外
   側下面の送出しを制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ 各ボス４の外側下面から送出しが行われて、
   各ボス４の底部に穿設したオリフイス３の全部よ
   り流出するガラスから１つのボス当たり１本のフ
   イラメントがけん伸されるようにガラスを冷却す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   製造方法。 ４ ボス４の外側下面からの送出しが最小限度と
   なり、ボス４の外側下面に穿設した各オリフイス
   ３から流出するガラスから１本のフイラメントが
   けん伸されるようにガラスを冷却させることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ５ ボス４の間の間〓中において循環され、けん
   伸中の繊維により連行される周囲ガスとの熱交換
   によつてガラスの冷却を生じさせることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第４項の内いずれ
   か１項記載の製造方法。 ６ ボスの近くに配設した冷却部材を備えた少な
   くとも１つの冷却装置との熱交換によりガラスの
   冷却を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項の内いずれか１項記載の製造方
   法。 ７ ボスへのガラスの流入面P_Eと平均けん伸面
   P_Fと同一視し得る対応のボスの外側下面との間
   においての少なくとも20℃に等しい温度降下によ
   りガラスの冷却が表されることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項乃至第６項の内いずれか１項記
   載の製造方法。 ８ 口金の底部に対して種々の冷却部材を調節し
   て温度降下を選択的に調節することを特徴とする
   特許請求の範囲第６項または第７項いずれか記載
   の製造方法。 ９ 20〜140℃、好ましくは30〜90℃の温度降下
   によりガラスの冷却が表されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第８項の内いずれか１
   項記載の製造方法。 １０ オリフイス内にてのガラス温度を各オリフ
   イスの近傍の金属の温度にほゞ等しくすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９項の内
   いずれか１項記載の製造方法。 １１ (イ) 各ボスの外側下面からガラスを送出し
   て温度t₁まで冷却し、 (ロ) 対応するボスの外側下面上に分布されたガラ
   スから、１つのボス当たり１本のフイラメント
   をけん伸し、 (ハ) 送出しが終了するまで、けん伸したガラスを
   温度t₁より低い温度t₂で冷却し、 (ニ) 該ボスの外側下面に穿設した各オリフイスよ
   り流出するガラスから１本のフイラメントをけ
   ん伸する、 ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１
   ０項の内いずれか１項記載の製造方法。 １２ ガス流で口金の底面を周期的にスイープす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   １１項の内いずれか１項記載の製造方法。 １３ 再始動の際にガス流を造りだすことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第１１項の内い
   ずれか１項記載の製造方法。 １４ 糸の巻取り開始後、直ちにガス流を遮断す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   １３項の内いずれか１項記載の製造方法。 １５ (イ) 口金の底面上に壁部によつて区画され
   て外側下面に複数のオリフイスを備えた一連の
   ボスに溶融ガラスを通過させ、 (ロ) 該オリフイスを経てガラスを流下させてボス
   の下面から送出し、１つのボス当たり単一の小
   球を形成し、 (ハ) １つのボス当たりフイラメント１本の割合で
   該溶融ガラスから徐々にフイラメントをけん伸
   し、 (ニ) 該口金の底部上にガス流を向け、 (ホ) これにより各ボスの底面のオリフイス数と同
   数の要素フイラメントに各フイラメントを細分
   し、 (ヘ) 回転する支持体上に巻回した少なくとも１本
   の糸になるように、前記要素フイラメントを集
   め、 (ト) 該糸の巻取り開始直後にガス流を停止し、 (チ) ガス流がない状態で前記要素フイラメントの
   けん伸を続ける、 ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１
   ４項の内いずれか１項記載の製造方法。 １６ 重力の作用の下にガラスを供給する供給源
   が設けられ、該供給源はジユール効果によつて加
   熱される口金に連絡され、該口金の底面には領域
   別に区分されたボスが設けられ、その外に該口金
   の底部の側下方に設けられたガス吹込装置と、潤
   滑装置と、前記繊維の機械的けん伸部材とが設け
   られた、溶融したガラスの様な熱可塑性鉱物から
   繊維を製造する製造装置であつて、口金１の底面
   に一定の間隔でモザイク形状にボス４が形成さ
   れ、各ボス４の底面に複数のオリフイス３が穿設
   されていることを特徴とする製造装置。 １７ 各々のボスの外側下面が大体平らで、該ボ
   スの底部に少なくとも４つのオリフイスが穿設し
   てあることを特徴とする特許請求の範囲第１６項
   記載の製造装置。 １８ 各ボスの底部に穿設されたオリフイスが該
   底部の中心を通る垂直軸線に対し規則的に配列さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１６項ま
   たは第１７項いずれか記載の製造装置。 １９ 水平面内の断面として見たボスの断面形状
   が、ボスの内側と外側とで異なるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項乃至第１８
   項の内いずれか１項記載の製造装置。 ２０ 各ボスの外側下面を正方形状としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１６項乃至第１９項
   の内いずれか１項記載の製造装置。 ２１ 各ボスの外側下面を円形としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１６項乃至第１９項の内
   いずれか１項記載の製造装置。 ２２ ボスの側部壁を直立壁としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１６項乃至第２１項の内い
   ずれか１項記載の製造装置。 ２３ 口金の底面との連結点から下面までボスの
   壁部の厚さを規則的に減少させたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１６項乃至第２１項の内いず
   れか１項記載の製造装置。 ２４ ボスの高さｈを１〜10mmとしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１６項乃至第２３項内い
   ずれか１項記載の製造装置。 ２５ ボスの壁部の厚さＰを0.2〜２mm、好まし
   くは0.4〜１mmとしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１６項乃至第２３項の内いずれか１項記
   載の製造装置。 ２６ 隣接する２つのオリフイスを隔てる縁部間
   隔を１mm以下、好ましくは0.2〜0.5mmとしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項乃至第２５
   項の内いずれか１項記載の製造装置。 ２７ ボス中に収容されたガラスに生ずる温度降
   下を制御する、ボス相互を隔てる間〓と向かい合
   いに配設された冷却ベーンを備えた少なくとも１
   つの装置を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１６項乃至第２６項の内いずれか１項記載の
   製造装置。 ２８ 口金の長手方向軸線と直角の少なくとも１
   つの列により各々形成される群として規則的な間
   隔を以てボスを配列し、１つの冷却ベーンを介設
   し得るように２つの隣接する群間の間隔を定めた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１６項乃至第
   ２７項の内いずれか１項記載の製造装置。 ２９ 互いに対し横方向に、また口金の長手軸線
   と直角にずらされた少なくとも２列から各々のボ
   ス群が成るようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１６項乃至第２８項の内いずれか１項記
   載の製造装置。 ３０ ボスの流入面P_Eと平均けん伸面P_Fとの間
   でガラスが受ける外部との熱交換による温度降下
   が少なくとも20℃となるようにボスの寸法を定め
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載
   の製造装置。 ３１ 各々ｘ個の穿設オリフイスを持つｎ個のボ
   スを口金が備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１６項乃至第３０項の内いずれか１項記載の
   製造装置。