JPH03243246A - 金属繊維の製造方法および装置 - Google Patents
金属繊維の製造方法および装置Info
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- JPH03243246A JPH03243246A JP4043890A JP4043890A JPH03243246A JP H03243246 A JPH03243246 A JP H03243246A JP 4043890 A JP4043890 A JP 4043890A JP 4043890 A JP4043890 A JP 4043890A JP H03243246 A JPH03243246 A JP H03243246A
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、溶融金属をジェットとして噴射し、溶融金属
から金属繊維を直接細線化製造する金属繊維の製造方法
と装置に関するものである。
から金属繊維を直接細線化製造する金属繊維の製造方法
と装置に関するものである。
（従来の技術）
一般に、溶融金属から直接金属繊維を細線化製造する利
点として、線引工程の省略化、難加工材料の直接繊維化
、急冷凝固効果による新規な物性の発現などが挙げられ
る。
点として、線引工程の省略化、難加工材料の直接繊維化
、急冷凝固効果による新規な物性の発現などが挙げられ
る。
そのため、従来から溶融金属から直接金属繊維を製造す
る種々の方法が開発されている。
る種々の方法が開発されている。
たとえば、溶融金属ジェットを回転するドラムの内面あ
るいは外面に噴射して固体との接触冷却により凝固させ
る方法、一対の回転ロールの間隙に溶融金属ジェットを
噴射して固体との接触冷却により凝固させる方法、気体
冷却媒体中に溶融金属ジェットを噴射して凝固させる方
法などがある。
るいは外面に噴射して固体との接触冷却により凝固させ
る方法、一対の回転ロールの間隙に溶融金属ジェットを
噴射して固体との接触冷却により凝固させる方法、気体
冷却媒体中に溶融金属ジェットを噴射して凝固させる方
法などがある。
又、近年では特開昭５５−６４９４８号公報に記載のい
わゆる回転液中紡糸法と称される方法がある。
わゆる回転液中紡糸法と称される方法がある。
この方法は回転するドラム内に水を入れ、遠心力により
液体層を形成させ、その中に溶融金属ジェットを噴出し
、液体層中で凝固させることによりフィラメントを製造
するものである。
液体層を形成させ、その中に溶融金属ジェットを噴出し
、液体層中で凝固させることによりフィラメントを製造
するものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、これらの従来の方法では以下に記連する
問題点があった。
問題点があった。
すなわち、前記の回転ドラムや回転ロールなどの固体表
面に溶融金属ジェットを噴射する方法では未凝固のジェ
ットが固体表面で押し潰されるためリボン状の繊維しか
得ることができない。又、気体中に噴射して凝固させる
方法では円形断面の繊維を得ることは出来るが、連続繊
維を安定して引取り且つ、巻取ることは困難であった。
面に溶融金属ジェットを噴射する方法では未凝固のジェ
ットが固体表面で押し潰されるためリボン状の繊維しか
得ることができない。又、気体中に噴射して凝固させる
方法では円形断面の繊維を得ることは出来るが、連続繊
維を安定して引取り且つ、巻取ることは困難であった。
さらに、流水中に噴射する方法もあるが、乱れのない層
流状態の流水を得ることは困難であり、外観が良好で形
状の均一性に優れた金属繊維を得ることは容易ではない
。
流状態の流水を得ることは困難であり、外観が良好で形
状の均一性に優れた金属繊維を得ることは容易ではない
。
一方、回転液中紡糸法に於ては、円形断面で、外観およ
び形状均一性の良好な金属繊維を製造することはできる
ものの、溶融金属ジェットが回転する液体層を押分けて
進入する際に、ジェットが肢体層中に入る初期の位置で
キャビティ（空所）が形成され、このため溶融金属ジェ
ットは非対称冷却され、凝固された結晶質の金属繊維に
於ては結晶配向の揃った構造を有する金属繊維にならな
いという問題があった。
び形状均一性の良好な金属繊維を製造することはできる
ものの、溶融金属ジェットが回転する液体層を押分けて
進入する際に、ジェットが肢体層中に入る初期の位置で
キャビティ（空所）が形成され、このため溶融金属ジェ
ットは非対称冷却され、凝固された結晶質の金属繊維に
於ては結晶配向の揃った構造を有する金属繊維にならな
いという問題があった。
このように、従来の製造方法では得られる結晶質の金線
繊維は円形断面が形成されても繊維の長手方向に断面積
の変動の少ない形状均一性に劣るものであり、かつ結晶
配向の揃った構造を有する連続フィラメントが得られな
い問題点を有するのが現状であった。
繊維は円形断面が形成されても繊維の長手方向に断面積
の変動の少ない形状均一性に劣るものであり、かつ結晶
配向の揃った構造を有する連続フィラメントが得られな
い問題点を有するのが現状であった。
なお、繊維の断面を円形にすることは、繊維の高次加工
や電磁気特性の発現性などの点から重要なことである。
や電磁気特性の発現性などの点から重要なことである。
また、結晶配向の揃った構造にすることは、繊維の靭性
などの機械的性質や電磁気特性に於ては結晶異方性に基
づく特性の発現などの点から重要なことである。
などの機械的性質や電磁気特性に於ては結晶異方性に基
づく特性の発現などの点から重要なことである。
本発明は、こうした事情に着目してなされたものであり
、前記従来方法では達成することが出来なかった繊維の
長手方向に断面積の変動の少ない均一な連続繊維であり
且つ結晶配向の漬った構造を有する連続繊維を安定的に
製造する方法および装置を提供しようとするものである
。
、前記従来方法では達成することが出来なかった繊維の
長手方向に断面積の変動の少ない均一な連続繊維であり
且つ結晶配向の漬った構造を有する連続繊維を安定的に
製造する方法および装置を提供しようとするものである
。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するための手段、即ち本発明は、（１）
溶融金属をオリフィスから気体冷却筒にジェット噴
射し、該気体冷却筒で噴射された金属を凝固し、次いで
凝固した金属繊維を回転ドラム内に巻き取ることを特徴
とする金属繊維の製造方法。
溶融金属をオリフィスから気体冷却筒にジェット噴
射し、該気体冷却筒で噴射された金属を凝固し、次いで
凝固した金属繊維を回転ドラム内に巻き取ることを特徴
とする金属繊維の製造方法。
■ 溶融金属を加圧噴射するためのルツボ、溶融金属を
噴出するオリフィス、噴射された金属を冷却するための
気体冷却筒および金属繊維を巻き取る回転ドラムよりな
る金属繊維の製造装置である。
噴出するオリフィス、噴射された金属を冷却するための
気体冷却筒および金属繊維を巻き取る回転ドラムよりな
る金属繊維の製造装置である。
（作用）
上記本発明構成によれば、まず溶融金属ジェットを気体
中で溶融金属シェアドの噴出線に対する固層方向から均
一に冷却凝固させることができるので非対象冷却になる
ことはなく、結晶配向の揃った構造を有する円形断面の
金属繊維となり、その後ジェットを乱さないように回転
するドラム内に巻取ることにより、繊維の長手方向に断
面積変動の少ない形状均一性の良好な連続繊維が得られ
るのである。つまり、通常、糸の巻取りには円筒状のボ
ビンの外側に巻付ける方法がとられるが、溶融紡糸によ
る金属繊維の場合には、ボビンへの初期の巻付は段階に
於て凝固した金属繊維とボビン表面とが固体同志で接触
するため、金属繊維で遠心力が働き、巻付けが容易では
ない。ところが本発明のようにドラム内に巻取る方式で
あれば上記のような問題はなく、金属繊維は、ドラム内
の内壁に押しつけられるように遠心力が働くため、金属
繊維の巻取りが容易になり、紡糸系も安定し連続繊維が
得られるのである。
中で溶融金属シェアドの噴出線に対する固層方向から均
一に冷却凝固させることができるので非対象冷却になる
ことはなく、結晶配向の揃った構造を有する円形断面の
金属繊維となり、その後ジェットを乱さないように回転
するドラム内に巻取ることにより、繊維の長手方向に断
面積変動の少ない形状均一性の良好な連続繊維が得られ
るのである。つまり、通常、糸の巻取りには円筒状のボ
ビンの外側に巻付ける方法がとられるが、溶融紡糸によ
る金属繊維の場合には、ボビンへの初期の巻付は段階に
於て凝固した金属繊維とボビン表面とが固体同志で接触
するため、金属繊維で遠心力が働き、巻付けが容易では
ない。ところが本発明のようにドラム内に巻取る方式で
あれば上記のような問題はなく、金属繊維は、ドラム内
の内壁に押しつけられるように遠心力が働くため、金属
繊維の巻取りが容易になり、紡糸系も安定し連続繊維が
得られるのである。
（実施例）
本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第１図は本
発明の金属繊維の製造装置の概要を示す図である。
発明の金属繊維の製造装置の概要を示す図である。
本発明に用いる金属はあらゆる金属が適用可能であり、
ここでは特に鉄系合金の場合の実施例に基づいて説明す
る。
ここでは特に鉄系合金の場合の実施例に基づいて説明す
る。
０）はオリフィスから溶融金属をジェットとして噴射さ
せるための加圧用ガス、（２）は溶融金属を収めるため
のルツボ、（３）は溶融金属、（４）は金属を溶融させ
るための誘導コイル、（５）は溶融金属をジェットとし
て噴射するオリフィス、（６）は溶融金属ジェットを冷
却凝固させるためのガス、（７）は冷却筒、（８）は紡
糸走行中の金属繊維、（３）は回転する円筒状ドラム、
（１０）は回転するドラムの内壁に巻取られた金属繊維
、（１１）は金属繊維をドラムの内壁ニ均一に巻取るた
めのトラバースである。
せるための加圧用ガス、（２）は溶融金属を収めるため
のルツボ、（３）は溶融金属、（４）は金属を溶融させ
るための誘導コイル、（５）は溶融金属をジェットとし
て噴射するオリフィス、（６）は溶融金属ジェットを冷
却凝固させるためのガス、（７）は冷却筒、（８）は紡
糸走行中の金属繊維、（３）は回転する円筒状ドラム、
（１０）は回転するドラムの内壁に巻取られた金属繊維
、（１１）は金属繊維をドラムの内壁ニ均一に巻取るた
めのトラバースである。
つぎに本発明の紡糸製造過程について説明する。
ます、ルツボ内の金属を真空中あるいは不活性ガスある
いは不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスなどの非酸化
牲雰囲気下に調節後、誘導コイルに通電することによっ
て金属を溶融し所定の温度に調節する。
いは不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスなどの非酸化
牲雰囲気下に調節後、誘導コイルに通電することによっ
て金属を溶融し所定の温度に調節する。
その後、ルツボ部を非酸化性のガスによって加圧し、所
定のオリフィス（５）より適当な速度で溶融金属をジェ
ットとして噴射する。
定のオリフィス（５）より適当な速度で溶融金属をジェ
ットとして噴射する。
この時、ジェット速度は溶融金属の種類にもよるが、県
木的にはオリフィス径と加圧用のガス圧によって容易に
調節される。
木的にはオリフィス径と加圧用のガス圧によって容易に
調節される。
冷却筒（７）の中に噴射されたジェットは冷却ガス（６
）によって速かに冷却凝固される。
）によって速かに冷却凝固される。
この時、オリフィス（５）と冷却用ガスがジェットに当
る部分との距離はなるべく短かい方が望ましく、冷却用
ガスはジェットの周囲から均一に当るようにするのが結
晶配向の揃った円形断面の緯線を得るために特に望まし
い。
る部分との距離はなるべく短かい方が望ましく、冷却用
ガスはジェットの周囲から均一に当るようにするのが結
晶配向の揃った円形断面の緯線を得るために特に望まし
い。
又、冷却用ガスとしては例えば酸素ガス、空気、水蒸気
などの酸化性ガス、窒素、アルゴンなどの非酸化性ガス
、あるいはそれらの混合ガス、あるいは以上のガスに一
部水素などの還元性ガスを混入したものなどを使用する
ことができる。
などの酸化性ガス、窒素、アルゴンなどの非酸化性ガス
、あるいはそれらの混合ガス、あるいは以上のガスに一
部水素などの還元性ガスを混入したものなどを使用する
ことができる。
冷却凝固された金属繊維（８）は次に円筒状の回転ドラ
ム（９）の内側に溶融ジェットを乱さないように巻取ら
れる。
ム（９）の内側に溶融ジェットを乱さないように巻取ら
れる。
この時金属繊維は既に完全に凝固もしくは繊維表面から
繊維の中心に向かって一部が凝固して表面は固化してい
るため回転ドラムの内側の固体壁に衝突しても繊維の円
形の断面形状が変形することはない。
繊維の中心に向かって一部が凝固して表面は固化してい
るため回転ドラムの内側の固体壁に衝突しても繊維の円
形の断面形状が変形することはない。
又、ドラムの内側に冷却固化したまだ高温の金属繊維を
冷却するための液体層を設けてもよい。
冷却するための液体層を設けてもよい。
その場合の液体の種類は特に限定されないが、冷却効率
と経漬性の点から水が好ましい。
と経漬性の点から水が好ましい。
回転ドラムの直径や幅などの寸法は特に限定されないが
、磁性材料を巻取る場合、ドラムの内側や外側に磁場を
設けることにより巻取形状を制御してもよい。
、磁性材料を巻取る場合、ドラムの内側や外側に磁場を
設けることにより巻取形状を制御してもよい。
又、ドラムの内側の一個所に金属繊維が堆積するのを防
ぐために、巻取り部、もしくは噴射部をトラバースして
均一に巻取るのが好ましい。
ぐために、巻取り部、もしくは噴射部をトラバースして
均一に巻取るのが好ましい。
なお、繊維の直径は、はぼオリフィス（５）の直径によ
って決まるが、連続フィラメントを得るには回転ドラム
（９）の回転数とジェットの噴射圧力を適当に選定する
必要がある。
って決まるが、連続フィラメントを得るには回転ドラム
（９）の回転数とジェットの噴射圧力を適当に選定する
必要がある。
すなわち、回転ドラム（９）の内周の周速度をＶＤ％
ジェットの速度をＶＪとすると、ｖｏ／Ｖ、＝０．９〜
１．３の範囲、さらに好ましくはＶ、／ＶＪ＝ １．０
〜１．２の範囲に設定するのが望ましい。
ジェットの速度をＶＪとすると、ｖｏ／Ｖ、＝０．９〜
１．３の範囲、さらに好ましくはＶ、／ＶＪ＝ １．０
〜１．２の範囲に設定するのが望ましい。
このような条件のもとでＦ、、−８，５ｗｔ％Ｓ１合金
の溶融ジェットを直径７０戸のオリフィスを通して噴射
し、８２８回／分で回転する内径４６ｃ！ｌのドラム内
に巻取った。
の溶融ジェットを直径７０戸のオリフィスを通して噴射
し、８２８回／分で回転する内径４６ｃ！ｌのドラム内
に巻取った。
得られた繊維は、直径が約６８戸で、連続繊維長４０ｍ
の中から任意に１０個所測定した直径の変動率は約５％
以下の円形断面形状の均一な金属繊維であった。
の中から任意に１０個所測定した直径の変動率は約５％
以下の円形断面形状の均一な金属繊維であった。
又、該繊維内の結晶構造を観察したところ、繊維の長手
方向に一部デンドライトアームがよく揃って成長した、
一方向凝固樹枝状組織となっており、配向性の非常に良
好な構造であった。
方向に一部デンドライトアームがよく揃って成長した、
一方向凝固樹枝状組織となっており、配向性の非常に良
好な構造であった。
更に本合金は通常の鋳造によると脆い材料であるが、本
発明による繊維は非常に良好な靭性を示し、高分子の繊
維と同様に結ぶこともできる。
発明による繊維は非常に良好な靭性を示し、高分子の繊
維と同様に結ぶこともできる。
（発明の効果）
上記具体例で述べたとおり、本発明によれば、従来方法
では得ることが困難であった。即ち、繊維の長手方向に
断面積の変動の少ない均一な連続繊維であり、且つ結晶
配向の揃った構造を有する連続金属繊維を安定的に製造
する方法及び装置が提供できる。
では得ることが困難であった。即ち、繊維の長手方向に
断面積の変動の少ない均一な連続繊維であり、且つ結晶
配向の揃った構造を有する連続金属繊維を安定的に製造
する方法及び装置が提供できる。
本発明で得られる金属繊維は複合材料用途等の構造材、
電磁気材料用途などの機能材等の幅広い用途に適用が可
能である。
電磁気材料用途などの機能材等の幅広い用途に適用が可
能である。
第１図は本発明の金属繊維の製造装置の概要を示す図で
ある。 １、噴射用ガス ２．ルツボ ３、溶融金属 ４．誘導コイル ５、オリフィス ６．ジェット冷却用ガス７、冷却筒
８．金属繊維 ３、回転ドラム １０．巻取繊維 ＋１． ）ラバース
ある。 １、噴射用ガス ２．ルツボ ３、溶融金属 ４．誘導コイル ５、オリフィス ６．ジェット冷却用ガス７、冷却筒
８．金属繊維 ３、回転ドラム １０．巻取繊維 ＋１． ）ラバース
Claims (2)
- （１）溶融金属をオリフィスから気体冷却筒にジェット
噴射し、該気体冷却筒で噴射された金属を凝固し、次い
で凝固した金属繊維を回転ドラム内に巻き取ることを特
徴とする金属繊維の製造方法。 - （２）溶融金属を加圧噴射するためのルツボ、溶融金属
を噴射するオリフィス、噴射された金属を冷却するため
の気体冷却筒および金属繊維を巻き取る回転ドラムより
なる金属繊維の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043890A JPH03243246A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 金属繊維の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043890A JPH03243246A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 金属繊維の製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243246A true JPH03243246A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12580646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043890A Pending JPH03243246A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 金属繊維の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243246A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002006547A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-24 | Nhk Spring Co., Ltd. | Magnetic marker and its manufacturing method |
| CN101886300A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-11-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种金属纤维的生产装置 |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP4043890A patent/JPH03243246A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002006547A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-24 | Nhk Spring Co., Ltd. | Magnetic marker and its manufacturing method |
| US6864793B2 (en) | 2000-07-17 | 2005-03-08 | Nhk Spring Co., Ltd. | Magnetic marker and manufacturing method therefor |
| CN101886300A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-11-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种金属纤维的生产装置 |
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