JPH04175241A - 繊維の製造方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は高温で粘稠状態となる物質、例えばガラス、プ
ラスチック、炭素繊維製造用調整ピッチ等から該物質の
繊維を製造する方法及び装置に関し、詳しくは例えば２
〜３μｍ以下の極細繊維の製造に好適な方法及び装置に
係る。

［従来の技術］ クリーンルームのフィルタ材として微細なカラス繊維が
大量に用いられている。また、自動車、オートバイなど
の鉛蓄電池にもガラス繊維製スペーサが多量に用いられ
つつある。。

これらフィルタ材あるいは蓄電池用に用いられるガラス
繊維はその直径が０．　２〜３μｍと非常に細い短繊維
であり、一般住宅等に用いられている断熱用ガラス繊維
に比し１１５０〜１／３の直径になっている。

このような細径の短繊維を効率よ（製造する方法として
ＲＧＪ法（ロータリーガスジェット法）が本出願人より
提案されている。（特公昭５８−５７３７４、特公昭６
２−２２８８３５など）。

ＲＧＪ法は、要すれば、粘稠物質流に沿って渦巻き状に
高速気体流を吹き付けて、該物質を細繊化する工程を有
するものである。

より詳細に述べると、粘稠物質を流出オリフィスから流
出させ、前記流出オリフィスの周りに周方向に間隔を置
いて配置した、少なくとも３本の気体噴出ノズルから直
線状高速気体流（以下、第１の高速気体流ということが
ある。）を吹き出させ、ここにおいて前記気体流の各々
は、前記物質の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接
線方向の成分と、前記物質の流出方向に向ってます前記
物質の中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から
徐々に離れていく成分とを有しており、それにより前記
物質の流出開始部から前記気体流が前記物質の中心軸線
に最も接近する部分までの範囲にある第１の区域におい
て、前記物質をその中心軸線の周りに自転せしめると共
に、その流出方向に向かって断面が徐々に減少する実質
上円錐形状にせしめ、そして第１の区域に続く第２の区
域において、前記物質を円錐形状の先端から繊維状にせ
しめて、前記流出方向及び半径方向外方に渦巻き状に飛
び出させ、その後にこの繊維状の前記物質を前記中心軸
線から徐々に離れていく前記気体流に接触させて、更に
引き伸ばしを行うものである。

このＲＧＪ法を用いて、ガラスのように高温で粘稠とな
る物質を高温高圧ガスで繊維化すると、該ガスの熱エネ
ルギーを集中的に繊維化に利用できるので、細径繊維を
効率よく製造できる。

而して、より細い繊維を製造可能とする方法として、第
１の高速気体流によって細繊化された繊維を、流出する
ガラス、即ち粘稠物質流の中心軸へ向って交差するよう
に複数方向から対向して斜め下向きに吹き出される第２
の高速気体流により吹き飛ばし、極細繊維化しようとい
う製造法が提案されている（特開昭６２−２２６８３５
）。

［発明が解決しようとする課題］ 特開昭６２−２２６８３５のＲＧＪ法では、それ以前に
提案されているＲＧＪ法よりも細繊化はできるものの、
その後の研究により、次のような改良課題が存在するこ
とが認められた。

■　スリット形状の第２の気体噴出ノズルが粘稠物質流
出オリフィスの両脇に配列された場合、第２の高速気体
流がオリフィス下方の領域を包み込み、該領域の気流を
安定にするための周囲からの大気の流れ込みが妨害され
るために、第２の高速気体流の作用を受けて渦巻状高温
高圧流に流れの乱れが生じ、未繊維化物が発生し易くな
る。

■　上記の問題点を解消するために、第２の気体噴出口
を円形または角形にし、周囲からの大気の流れ込みを円
滑にし、前記領域内の気流の安定化を図らんとすると、
該領域内に存在する粘稠物質、特に繊維が冷却されるた
めに、細繊化効率が著しく減少する。

この繊維の冷却を防止するために、繊維化が行われる粘
稠物質流出オリフィス下方の、第２の高速気体流で囲ま
れた領域（以下、繊維化領域と略す）に加熱気体を導入
する方法が、本出願人より、特開昭６２−２５２３３６
号にて提案されている。

しかし、この方法によって本発明の目的とする２μｍ以
下の極細繊維を得ようとすると、次のような問題が生じ
ることが判明した。即ち、特開昭６２−２５２３３６号
では、導入する加熱気体として燃焼ガスを用いるか、流
入する大気をヒーター等で加熱するが、繊維径を２μｍ
以下にしょうとすると、繊維が細（なると共に、未繊維
化物質の量も多くなる。

本発明は、以上のような課題を克服し、より安定的に、
極細の短繊維を効率良く製造し得るようにすることを目
的としている。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明者らはＲ
ＧＪ法について、更に詳細に検討を加えた結果、 第２の高速気体流を用いて２μｍ以下の極細繊維を得よ
うとする場合、流出オリフィス下方の繊維化領域におけ
る気流を安定させるために、第２の高速気体流を第１の
高速気体流から遠ざけたり第２の気体流の速度を小さく
すると、繊維が太くなったり、流出オリフィスから流出
する粘稠物質の量を減らさざるを得なくなり、細繊維化
の効率が著しく減少すること。および 該領域の気流の流れを安定させるために第２の気体噴出
口を円形、角形又は短いスリット状にし、周囲から大気
を導入すると前記のように粘稠物質の冷却が生じ、同じ
く細繊維化の効率が著しく減少すること、 を知見した。

一方、この繊維の冷却を防止するために、繊維化領域に
加熱気体を導入して２μｍ以下の極細繊維を得ようとす
ると、繊維が細（なると共に、未繊維化物質の量も多く
なるが、この理由の詳細は不明であるが、概ね次のよう
に考えられる。

即ち、ＲＧＪ法による繊維化においては、粘稠物質流出
オリフィスより流出した粘稠物質流の一部は高速気体流
の中心部に入り込み、高速の気体流の作用を受け、一部
は気体流に乗らすに低速域又は伴流域に入り込む。気体
流中心部に入り込んだ粘稠物質と低速域又は伴流に入り
込んだ粘稠物質は連続しているので気体流に入り込んだ
後の気体流の時間的変位差によって粘稠物質流は延伸さ
れ細くなる。

伴流として加熱気体が導入されると、前記の伴流域や高
速気体流の低速域にある粘稠物質流が加熱され、より粘
性の低い状態になり、延伸され易くなる。しかしながら
、２μｍ以下の直径の極細繊維を得るには大量の熱エネ
ルギーを与えると、粘性が低くなりすぎ、前述の気体流
の変位差に耐えることができす、粘稠物質流の切断が生
じる。

切断された粘稠物質はそれ以後の延伸作用を受けること
ができないので太い繊維となるかまたは表面張力により
球状もしくは球に近い形状、即ち未繊維化物質となるの
である。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、オ
リフィスより流出した高温粘稠物質流に沿って渦巻き状
に第１の高速気体流を吹き付けて該物質を繊維化し、こ
の繊維を複数方向から対向して吹き出される第２の高速
気体流により吹き飛ばしてさらに極細繊維化する改良さ
れたＲＧＪ法において、この繊維化領域に向けて第３の
高温高速気体を噴出させて、該領域内の気流を安定化さ
せると共に、これを加熱することにより、従来法よりも
効率よく安定に極細繊維を得ようとするものである。

即ち、本発明の繊維の製造方法は、 高温粘稠物質を流出オリフィスから流出させ、該オリフ
ィスの周りに周方向に間隔を置いて配置した、少なくと
も３本の第１の気体噴出ノズルから直線状に第１の高速
気体流を吹き出させ、ここにおいて前記気体流の各々は
、前記物質の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線
方向の成分と、前記物質の流出方向に向ってまず前記物
質の中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐
々に離れていく成分とを有しており、それにより、前記
粘稠物質の流出流れは中心軸線の周りに自転しながら徐
々に細まり、その後、繊維状にされて、渦巻き状に飛び
出され、引き伸ばされる繊維の製造方法において、 前記物質の中心軸線に前記第１の高速気体流が最も接近
した位置よりも前記物質の下流側の部分に、第２の気体
噴出ノズルから第２の高速気体流を、前記物質の流出オ
リフィスの中心軸線を挟む少なくとも２方向から、該第
２の高速気体流の中心軸が、第１の高速気体流の中心軸
線が流出オリフィスの中心軸線に最も接近する点、即ち
、第１の収斂点の更に下方にあって該オリフィスの中心
軸上にほぼ収斂するか又は完全に収斂する第２の収斂点
を有しているか、あるいは該オリフィスの中心軸に平行
となるように吹き出させ、而して、前記流出オリフィス
の下方領域（繊維化領域）に向けて、第３の気体噴出ノ
ズルから第３の高温高速気体流を、前記物質の流出オリ
フィスの中心軸線を挟む少なくとも２方向から該中心軸
線に概ね垂直方向に吹き出させ、ここにおいて、前記第
３の高温高速気体流はそれが第２の高速気体流に最も接
近する領域に於いて、第２の気体流の運動エネルギーの
８０％以下の運動エネルギーを有し、かつ、前記第２の
高速気体流は第１の高速気体流の横断面積の１．２倍以
上の横断面積を何することを特徴とする繊維の製造方法
、 であり、また本発明の繊維の製造装置は、高温粘稠物質
を流出させるための流出オリフィスと、該オリフィスの
周りに周方向に間隔を置いて配置した少なくとも３本の
第１の気体噴出ノズルを備え、これら第１の気体噴出ノ
ズルは、それらの噴出口が、前記物質の中心軸線を横断
する断面の外周に沿う接線方向の成分と、前記物質の流
出方向に向ってます前記物質の中心軸線に徐々に接近し
、次に前記中心軸線から徐々に離れてい（成分とを有す
る方向を指向して配設されている繊維製造装置において
、 各々の中心軸線が、第１の高速気体流の中心軸線が流出
オリフィスの中心軸線に最も接近する点、即ち、第１の
収斂点の更に下方にあって該オリフィスの中心軸上にほ
ぼ収斂するか又は完全に収斂する第２の収斂点を有して
いるか、あるいは該オリフィスの中心軸に平行となるよ
うに噴出口か指向されると共に、各々が前記流出オリフ
ィスの中心軸を挟んで配設された複数個の第２の気体噴
出ノズルを有しており、 これら第２の気体噴出ノズルは、それぞれ内壁の延長面
が、前記第１の気体噴出ノズル噴出口と該第１の気体噴
出ノズルの中心軸線が前記流出オリフィスの中心軸線に
最も接近する位置との間の領域において第１の気体ノズ
ル内壁の該位置までの延長面よりも該オリフィスから遠
い側に位置するように配置されており、 高温高速気体流を流出オリフィスの下方領域に向けて噴
出せしめるための第３の気体噴出ノズルを該オリフィス
中心軸の概ね垂直方向に設け、ここにおいて、第２の気
体噴出ノズルは第１の気体噴出ノズルの横断面積の１．
２倍以上の横断面積を有することを特徴とする繊維の製
造装置である。

かかる発明によれば、繊維化の第１段階において、流出
オリフィスより流出した高温粘稠物質は第１の高速気体
流によって繊維状に引き延ばされる。続く第２段階にお
いて、この繊維は第２の高速気体流によってさらに延伸
され、より細い繊維が得られる。

第２の高速気体流の横断面積は第１の高速気体流の横断
面積の１．２倍以上であることが好ましい。より好まし
くは１．５倍〜１０倍である。１゜２倍以上にすること
により、全ての繊維状粘稠物質が第２の高速気体流の中
に円滑に導入されるようになり、例えば繊維状粘稠物質
が第２の高速気体流に導入されずに外方向に飛び出すこ
とによる未繊維化物質の発生を防止することが出来る。

−方、１０倍を越えると第２の高速気体流の中に繊維状
粘稠物質が導入されず、繊維化に利用されない部分が生
じるため、エネルギー効率か悪くなる。

上記の流出オリフィス下方の第２の高速気体流によって
囲まれた繊維化領域に向かって、本発明のように第３の
高温高速気体が吹き出されると、該繊維化領域内の気流
が安定となるために、第２の高速気体流を第１の高速気
体流から遠ざけたり、第２の気体流の速度を小さくした
りする必要がなく、また粘稠物質の流量を減らす必要も
無くなる。

一方、第２の高速気体流の低速域にある粘稠物質流は、
加熱されると共に移動速度も与えられるので、切断を生
じることなく引き延ばされる。しかも加熱によって冷却
速度が小さくなり、より長い時間にわたって延伸可能な
粘性となる温度域に保持される。これにより、さらに細
い繊維が得られるようになるのである。

第３の高温高速気体流が第２の高速気体流に最も接近す
る領域における第３の気体流の運動エネルギーは第２の
気体流の運動エネルギーの８０％以下が望ましい。より
望ましくは１０−６０％である。第３の気体流の運動エ
ネルギーが第２の気体流の運動エネルギーの８０％を越
えると繊維化領域の気流が乱され好適でない。また第３
の気体流の運動エネルギーが第２の気体流の運動エネル
ギーの１０％未満になると粘稠物質流の冷却速度を小さ
くする効果が減少するために、繊維を細くすることがで
きなくなる。また、第３の高温高速気体流の温度は、極
細の繊維を作る場合においては、繊維化する粘稠物質の
粘度が５０ないし１００ボアスとなる温度が望ましい。

粘稠物質の比熱や表面張力などの性質によっても異なる
が、あまり温度を高くしすぎると繊維が再溶解し、その
表面張力が勝り球状となる。

［実施例コ 以下、実施例について第１図から第３図を参照しながら
、本発明の手段と作用について更に詳細に説明する。

なお、以下の実施例はガラス繊維の製造法及びその装置
に関するものであるが、本発明は、プラスチック、炭素
繊維製造用調整ピッチ等、高温で粘稠となる物質から該
物質の繊維を製造する場合にも適用できるものである。

第１図は本発明の一実施例に係る繊維化装置の部分底面
図であり、第２図と第３図は、それぞれ第１図のＩ−Ｉ
線と■−■線に沿った概略部分断面図である。

第１図から第３図において、符号１は粘稠な溶融ガラス
２を保持する繊維化装置（白金ポット）であり、その底
部に溶融ガラス流出オリフィス３が複数個、所定間隔毎
に一直線状に設けられている。Ｍはこのオリフィス３の
開口であり、溶融ガラス２がコーン４を形成しながら流
出している。

ａｌ、ｂ４、ａ’＋、ｔ）’＋は溶融ガラス流出オリフ
ィス３（開口Ｍ）の周囲にほぼ対称に配置され、白金ポ
ット１の底壁内に貫設されたマニホルード５．５′に連
通している第１の気体（ガス）噴出ノズル６．６゛の開
口を示す。

これら第１の気体噴出ノズル６．６′は、それらの噴出
口が、前記オリフィス３から流出する粘稠物質たる溶融
ガラス２の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線方
向の成分と、溶融ガラス２の流出方向に向かってまず該
流出流れの中心軸線に徐々に接近し、次に該中心軸線か
ら徐々に離れていく成分とを有する方向を指向して配設
されている。

なお、第１図において第１のガス噴出ノズル６．６゛　
（その開口ａｃ１ｔ）＋、ａｌ　１、ｂ’　）は４組示
されているが、その数は制限的ではない。また、本発明
のガラス繊維化装置においては第１のガス噴出ノズルが
溶融ガラス流出オリフィス３の周囲にほぼ対称に配置さ
れているのが好適である。

第１．２図において８．８゛は、高温高速ガスを噴出す
るための第２の気体（ガス）噴出ノズルであって、オリ
フィス３を挟んで対称的に対向配置され、円形、角形（
本実施例では円形）のガス噴出口８ａ１８’ａが設けら
れている。

そして、隣り合うガス噴出口８ａ１　もしくは８ａ”は
、その隙間から第３の気体が第２の高速気体流によって
囲まれた繊維化領域に向かって円滑に入り込むことが出
来るように間隔をおいて配置されている。

第２のガス噴出ノズルの中心軸は第１のガス噴出ノズル
の中心軸線が流出オリフィス３の中心軸線に最も接近す
る点、即ち、第１の収斂点Ａの更に下方であって該溶融
ガラス流出オリフィス３の中心軸上にほぼ収斂するか又
は完全に収斂する第２の収斂点を有しているか、あるい
は該溶融ガラス流出オリフィスの中心軸に平行であって
もよい。

なお、第１図において第２のガス噴出ノズル８．８″は
４組示されているが、その数は制限的ではない。また、
本発明のガラス繊維化装置においては第２のガス噴出ノ
ズルが溶融ガラス流出オリフィス３の周囲にほぼ対称に
配置されているのが好適である。

本実施例では、この第２の気体噴出ノズル８．８°は、
第１の気体噴出ノズル６．６“と同じマニホルド５．５
′に接続されているが、これとは別個に設けられたマニ
ホルド７．７′　（図示せず）に接続され、独立した配
管系統から高速ガスが供給されるよう構成しても良い。

第１．２図において１０．１０’は、高温高速ガスを噴
出するための第３の気体（ガス）噴出ノズルであり、オ
リフィス３を挟んで対称的に対向配置され、円形、角形
又はスリット状（本実施例ではスリット状）のガス噴出
口１０ａ１１０’ａが設けられている。

本実施例では、第３の気体噴出ノズル１０．１０’は、
オリフィス３の設置列の一端側に位置するオリフィスか
ら他端側に位置するオリフィスまで達するように一体的
に長く設けられている。

そして、スリット状ガス噴出口１０ａ１１０’ａも、こ
の長いノズル１０，１０’の一端側から他端側にまで達
するきわめて長いスリット状開口として設けられている
。

このように長いスリット状開口をオリフィスの列の両脇
に配列すると、第３の高速気体流１１．１１′がオリフ
ィス３下方の領域に向かって該領域を包み込むように吹
き出され、該領域における気流の乱れを防止すると共に
、該領域の保温が図れ、それによって繊維の温度低下に
よる粘度上昇の防止が図れ、極細繊維をより効率良く製
造できるようになる。

この第３の気体噴出ノズル１０．１０’は、それぞれマ
ニホルド５．５′　とは別個に設けられたマニホルド（
図示せず）に接続され、独立した配管系統から高温ガス
が供給されるよう構成されている。

なお、白金ポット１の底部両脇に、その長手方向に延在
するように長管を別に配設し、この長管のオリフィス３
と向き合う側に開口を設け、この開口から第３の高速気
体流を噴出させるよう構成してもよい。

この第３の気体噴出ノズル１０．１０’は、高温高速気
体流がオリフィスの中心軸に対して概ね垂直方向から、
オリフィスの下方領域に向かって吹き付けられるように
その噴出口が配置されている。

そして、第１のガス噴出ノズルの開口ａ０、ａ’＋、ｂ
＋、ｂ’＋より出た第１の高速気体流（ガス流）によっ
て、回転力を受けたガラス流は第１のガス噴出ノズル６
．６”の収斂点Ａを通り過ぎた所で開放され、それ自身
が有していた遠心力でガラス流出オリフィス３の中心軸
と直交する半径方向へと飛び出すが、一部第１のガス噴
出ノズルの開口ａｆ、ａ″Ｉ、ｂｌ、ｔ）’＋より噴出
したガス流により吹き飛ばされ、第２のガス噴出ノズル
８．８′より噴出された高温の第２の高速気体流（ガス
流）９．９’の中心部に入り込み、より高速のガス流の
作用を受ける。一方策１のガス噴出ノズルａ＋、ｂ＋、
ａ　＋１、ｂ’＋より噴出されたガス流に乗らないガラ
ス流はガス流９．９′の低速域又は伴流域に入り込む。

ガス流９．９′の中心部に入り込んだガラスと低速域又
は伴流に入り込んだガラスは連続しているので、ガス流
９．９′に入り込んだ後のガス流の時間的変位差によっ
て延伸され細くなる。このとき第３の高温高速気体が繊
維化領域に向けて吹き出され、低速域にあるガラス流は
加熱されると共に移動速度も与えられるので、切断を生
じることなく引き延ばされる。しかも加熱によってガラ
スは冷却速度が小さくなり、より長い時間にわたって延
伸可能な粘性となる温度域に保持される。これにより、
さらに細い繊維が得られるようになる。

なお、第２のガス噴出ノズル８．８°より噴出されたガ
ス流９．９′はその断面方向における速度分布が大きけ
れば大きい程、また音速を超え衝撃波が発生するように
なればなるほど、細い繊維ができる。

本発明のガラス繊維化装置の好ましい実施態様を示せば
以下の通りである。

ｔ　ＩＪフィス　′又　びノズルの　′又と長す溶融ガ
ラス流出オリフィスの直径 （第２図のＤａ　）　：　０．　４〜２．　５ｍｍ１好
ましくは０．５〜２．０ｍｍ 第１のガス噴出ノズルの直径（第２図のり、）二０．２
〜１．　５ｍｍ１ 好ましくは０．５〜０．８ｍｍ 第１のガス噴出ノズルの長さ（第２図のＧ、）：１〜７
．　５ｍｍ１ 好ましくは１．５〜４．　０ｍｍ 第２のガス噴出ノズルの直径（第３図のＤ２）：１　、
　０〜１０　ｍ　ｆｆｈ 好ましくは１．２〜５ｍｍ 第２のガス噴出ノズルの長さ（第３図のＧ２）：１〜５
０ｍｍ１ 好ましくは１〜１５ｍｍ 面における一、１のガス　　ノズルの　置関係開口面に
おける中心軸間の距離 （第２図のＳ　＋　）　：　１〜５　ｍ　ｒｒｈ好まし
くは１．２〜４ｍｍ 溶融ガラス流出オリフィスの中心軸に垂直な仮想平面と
第１のガス噴出ノズルの中心軸とがなす角（第２図のα
）：２０〜７０’、好ましくは３５〜５５゜ 開口面と第１の収れん点Ａとの間の垂直距離（第２図の
Ｌ＋　）　：　０．　５〜３ｍｍ１好ましくは１〜２ｍ
ｍ 面における　２のガス　　ノズルの　置関係開口面にお
ける中心軸間の距離 （第３図の　５２　）　：　５〜２０ｍｍ１好ましくは
５〜１５ｍｍ 第２のガス噴出ノズルのガス流出中心軸と溶融ガラス流
出オリフィスの中心軸に垂直な仮想平面とのなす角 （第３図の、β）＝６０〜９０゛、 好ましくは７０〜８５゛ 上記βがＯｏでなく、第２の高速気体流が第２の収斂点
Ｂを持つ場合、第１のガス噴出ノズルの開口面と、左右
の第２のガス噴出ノズル８．８′双方の開口面のオリフ
ィス中心軸に最も近い部分の延長線の交点Ｈまでの距離 （第３図のＬ２　）＋　　４ｍｍ以上。

面における第３のガス　　ノズルの　置関係第１のガス
噴出ノズルの開口面と第３のガス噴出ノズルのガス流出
中心軸との距離 （第３図のＬ３）：　　Ｏ〜３０ｍｍ までが好ましい。

面におけるガス　　ノズルの　置関係 溶融ガラス流出オリフィスに対向して位置する２つの第
１ガス噴出ノズルの関係、即ち第１の収れん点Ａを通り
、溶融ガラス流出オリフィス中心軸に垂直な仮想平面内
における２つのガス噴出ノズル中心軸間の距離 （第１図のＳ　ａ　）　：　０．　５〜２　ｍ　ｒｒｈ
好ましくは０．７〜１．　５　　ｍｍ 隣り合う溶融ガラス流出オリフィスの中心軸間の距離（
第１図のＰ）　：　１．　０〜２０ｍｍ１好ましくは１
．５〜７ｍｍ ここで、上記し１を０．５〜３．０ｍｍとし、Ｌ２を４
ｍｍ以上とすると好適である理由について説明する。

Ｌｌ：　このり、が０．５ｍｍよりも小さいと、旋回ガ
スがボット１の底面に過度に接近し、延伸により生じた
短繊維がボット１の底面に付着するおそれがある。また
、旋回ガスとポット１底面との界面付近で旋回ガス流に
乱れが生じ、繊維化不良となり易い。

Ｌｌが３ｍｍを超えると、コーン４を経て旋回ガスと接
触するに到る時間が過度に長くなり、溶融ガラス温度が
低下し、繊維化しにくくなる。

Ｌ２：Ｌ２が４ｍｍ未満であると、旋回ガスと第２の高
速気体流が干渉し、旋回ガスの流れが乱され、旋回ガス
による十分なガラスの延伸がなされなくなる。

このように構成した第１図〜第３図のガラス繊維化装置
では、ガラス溶融槽（図示せず）で溶融され、繊維化装
置（白金ボット）１に流入した溶融ガラス２は溶融ガラ
ス流出オリフィス３から流出し、高温高圧ガス発生装置
（図示せず）から入口（図示せず）を通って供給され、
マニホルード５．５′を経て第１のガス噴出ノズル６．
６′から噴出した高温、高圧のガスの作用をまず受けて
円錐（コーン）４を形成しつつ繊維化され、次に第２の
ガス噴出ノズル８．８゛より噴出された高温高速のガス
流９．９゛の作用により更に加熱延伸され細いガラス繊
維となる。さらに、第３のガス噴出ノズル１０．１０’
　より噴出された高温高速のガス流ＩＬＩＩ’の作用に
より、上記の繊維化領域内での気流が安定し、未繊維化
物の発生が防止されると共に、繊維がさらに延伸加熱さ
れて２μｍ以下のきわめて細いガラス繊維となる。

以下、製造実施例について説明する。

実施例１ 第１から第３図に示す実施例装置を用い、５ｉ０２６８
．９％、Ａ　１２０３２．　２％、Ｃａ　Ｏ６゜３％、
ＭｇＯ２，４％、Ｎ　ａ２０＋に２０１５゜６％、Ｂ２
Ｏ３３，５％からなる組成の溶融ガラスをオリフィス１
個当り６００　ｇ／待時間割合で流出させ、第１および
第２の高速気体流の横断面積比が１：２．５となるよう
に設計された第１および第２の気体噴出ノズル６．６′
、８．８′に連通ずるマニホルード５．５′の内圧を２
ｋｇ／ＣＩ、気体温度を１４００″Ｃに保ちつつ、第１
および第２の高速気体流を噴出させ、更にブタンを燃焼
させて得られた第３のガスを、ガス噴出ノズル１０．１
０’の内圧を０．１ｋｇ／ｃｍ、気体温度を１６５０°
Ｃに保ちつつスリット幅Ｓ３＝４ｍｍを有する第３の気
体噴出ノズルより噴出させた。この時の第３のガスの運
動エネルギーは第２のガスの運動エネルギーの約１０％
であった。

これによって、平均０．　８μｍの直径を有するガラス
繊維を得た。このときのブタン使用量はガラス繊維１ｋ
ｇ作製するのに約０．８ｋｇであり、従来法（火炎法）
のブタン使用量の約１／３であった。

［効果コ 本発明によれば、第１の高速気体流によって引き伸ばさ
れた繊維が第２の高速気体流によってさらに引き伸ばさ
れ、繊維径の揃った細径繊維が得られる。また、第３の
高温高速気体流の導入によって第１および第２の高速気
体流の乱れか防止されるために、未繊維化物の殆ど含ま
ない高品質の繊維の製造が可能である。

本発明により溶融ガラスの繊維化を実施する場合には、 第２の高速気体流が第１の高速気体流全体を包み込むよ
うに噴出させられるガラス繊維化装置を用いた場合と比
較して、更にはまた、第２の加熱気体流によってオリフ
ィス下方領域の加熱のみを行う繊維化装置を用いた場合
と比較して２．０μｍ以下の極めて細い繊維が容易に得
られる。また、火炎延伸法と比較すると加熱延伸に用い
る熱エネルギーは例えば約１／３〜１１５であり、極め
て細い繊維が安価で得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の繊維化装置の一実施態様の概略部分底
面図であり、第２図は第１図のＩ−Ｉ線に沿った概略部
分断面図である。第３図は第１図の■−■線に沿った概
略部分断面図である。 １・・・・繊維化装置 ２・・・・溶融ガラス、 ３・・・・流出オリフィス、 ６．６′　・・・・第１の気体噴出ノズル、８．８′　
・・・・第２の気体噴出ノズル、９．９′・・・・第２
の高速気体流。 １０．１０’・・・・第３の気体噴出ノズル、１１．１
１’・・・・第３の高温高速気体流。 第１図 平成２年１２月七８日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温粘稠物質を流出オリフィスから流出させ、前
   記オリフィスの周りに周方向に間隔を置いて配置した、
   少なくとも３本の第１の気体噴出ノズルから直線状に第
   １の高速気体流を吹き出させ、ここにおいて前記気体流
   の各々は、前記物質の中心軸線を横断する断面の外周に
   沿う接線方向の成分と、前記物質の流出方向に向ってま
   ず前記物質の中心軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸
   線から徐々に離れていく成分とを有しており、それによ
   り、前記高温粘稠物質の流出流れは中心軸線の周りに自
   転しながら徐々に細まり、その後、繊維状にされて、渦
   巻き状に飛び出され、引き伸ばされる繊維の製造方法に
   おいて、 前記物質の中心軸線に前記第１の高速気体流が最も接近
   した位置よりも前記物質の下流側の部分に、第２の気体
   噴出ノズルから第２の高速気体流を、前記物質の流出オ
   リフィスの中心軸線を挟む少なくとも２方向から、該第
   ２の高速気体流の中心軸が、第１の高速気体流の中心軸
   線が流出オリフィスの中心軸線に最も接近する点、即ち
   、第１の収斂点の更に下方にあって該オリフィスの中心
   軸上にほぼ収斂するか又は完全に収斂する第２の収斂点
   を有しているか、あるいは該オリフィスの中心軸に平行
   となるように吹き出させ、而して、前記オリフィスの下
   方領域に向けて、第３の気体噴出ノズルから第３の高温
   高速気体流を、前記物質の流出オリフィスの中心軸線を
   挟む少なくとも２方向から該中心軸線に概ね垂直方向に
   吹き出させ、ここにおいて、前記第３の高温高速気体流
   はそれが第２の高速気体流に最も接近する領域に於いて
   、第２の気体流の運動エネルギーの８０％以下の運動エ
   ネルギーを有し、かつ、前記第２の高速気体流は第１の
   高速気体流の横断面積の１．２倍以上の横断面積を有す
   ることを特徴とする繊維の製造方法。
2. （２）前記第３の高温高速気体流は第１または第２の高
   速気体流とは独立した配管系統より供給される特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）前記領域における第３の高温高速気体流の温度が
   、繊維化する高温粘稠物質の粘度が１０ないし１００ポ
   アズとなる温度である特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の方法。
4. （４）前記流出オリフィスは間隔をおいて一直線状に配
   列させてある特許請求の範囲第１項ないしは第３項のい
   ずれか１項に記載の方法。
5. （５）前記第２の気体噴出ノズルは、各流出オリフィス
   の中心を結ぶ直線を挟んで対称的に配置されており、か
   つ隣り合う該ノズルの気体噴出口の間に第３の気体が流
   れ込む隙間を有している特許請求の範囲第４項に記載の
   方法。
6. （６）前記第３の気体噴出ノズルは、各流出オリフィス
   の中心を結ぶ直線を挟んで対称的に配置されており、か
   つ該オリフィス配列方向に延在するスリット上の気体噴
   出口を有している特許請求の範囲第５項に記載の方法。
7. （７）前記前記スリット上の気体噴出口は、直線上に配
   列された流出オリフィスのうちの一端側のオリフィスか
   ら他端側のオリフィスまで達するように延在している特
   許請求の範囲第６項に記載の方法。
8. （８）高温粘稠物質を流出させるための流出オリフィス
   と、該オリフィスの周りに周方向に間隔を置いて配置し
   た少なくとも３本の第１の気体噴出ノズルを備え、これ
   ら第１の気体噴出ノズルは、それらの噴出口が、前記物
   質の中心軸線を横断する断面の外周に沿う接線方向の成
   分と、前記物質の流出方向に向ってまず前記物質の中心
   軸線に徐々に接近し、次に前記中心軸線から徐々に離れ
   ていく成分とを有する方向を指向して配設されている繊
   維製造装置において、 各々の中心軸線が、第１の高速気体流の中心軸線が流出
   オリフィスの中心軸線に最も接近する点、即ち、第１の
   収斂点の更に下方にあって該オリフィスの中心軸上にほ
   ぼ収斂するか又は完全に収斂する第２の収斂点を有して
   いるか、あるいは該オリフィスの中心軸に平行となるよ
   うに噴出口が指向されると共に、各々が該オリフィスの
   中心軸を挟んで配設された複数個の第２の気体噴出ノズ
   ルを有しており、 これら第２の気体噴出ノズルは、それぞれ内壁の延長面
   が、前記第１の気体噴出ノズル噴出口と該第１の気体噴
   出ノズルの中心軸線が前記流出オリフィスの中心軸線に
   最も接近する位置との間の領域において第１の気体ノズ
   ル内壁の該位置までの延長面よりも該オリフィスから遠
   い側に位置するように配置されており、 高温高速気体流を前記流出オリフィスの下方領域に向け
   て噴出せしめるための第３の気体噴出ノズルを該オリフ
   ィス中心軸の概ね垂直方向に設け、ここにおいて、第２
   の気体噴出ノズルは第１の気体噴出ノズルの横断面積の
   １．２倍以上の横断面積を有することを特徴とする繊維
   の製造装置。
9. （９）前記流出オリフィスは間隔をおいて一直線状に配
   列させてある特許請求の範囲第８項に記載の装置。
10. （１０）前記第２の気体噴出ノズルは、各流出オリフィ
    スの中心を結ぶ直線を挟んで対称的に配置されており、
    かつ隣り合う該ノズルの気体噴出口の間に第３の気体が
    流れ込む隙間を有している特許請求の範囲第９項に記載
    の装置。
11. （１１）前記第３の気体噴出ノズルは、各流出オリフィ
    スの中心を結ぶ直線を挟んで対称的に配置されており、
    かつ該オリフィス配列方向に延在するスリット状の気体
    噴出口を有している特許請求の範囲第１０項に記載の装
    置。
12. （１２）前記スリット状の気体噴出口は、直線上に配列
    された流出オリフィスのうちの一端側のオリフィスから
    他端側のオリフィスまで達するように延在している特許
    請求の範囲第１１項に記載の装置。