JPH05321013A

JPH05321013A - 紡糸ノズル

Info

Publication number: JPH05321013A
Application number: JP10203691A
Authority: JP
Inventors: Yukio Miyagawa; 幸夫宮川; Ikuo Ishiguro; 郁夫石黒; Akitada Suzuki; 彬督鈴木
Original assignee: Pilot Corp; Pilot Pen Co Ltd
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】溶融紡糸法に好適な高性能、量産性に富むノズ
ルである。【構成】ノズル孔をパイプ部の中心又はそれより偏心
し、ノズル側面の先細形状部において、ノズル孔の片側
方向に位置している外面および内面又はノズル孔の偏心
方向に位置している外面および内面が少なくともその反
対側方向に位置している外面および内面よりも緩やかな
曲率である。【効果】ノズル詰まりがなく、長寿命で、高性能の長尺
細線を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属又は合金のアモルフ
ァス線、微細結晶線などを製造する溶融紡糸法で使用す
る紡糸ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液中紡糸法は外周に設けた高周波コイル
で加熱された紡糸ノズル内の金属又は合金の溶湯を加圧
してノズル孔より、一定方向に流動している冷媒に向け
て射出して急冷凝固することによつて金属又は合金の細
線を得る製造法であり、特にアモルファス線又は微細結
晶線を得るのに極めて好適である。

【０００３】しかし、液中紡糸法は比較的太径の良形、
良質の細線を能率よく量産することは難しい。すなわ
ち、（１）得られる細線の断面が偏平、かつ長さ方向に
対して太さ斑が発生し易い、（２）紡糸中に断線し易
い、（３）加圧しても溶湯が射出できない、いわゆるノ
ズル詰まり、および紡糸ノズル内に溶湯残留物が残るな
どの不都合が多い、欠点がある。この欠点をこれまでに
解決できないために、液中紡糸法の普及が進まない一因
ともなつている。

【０００４】従来、液中紡糸法で使用されている紡糸ノ
ズル（第７図、第８図）はいわゆる先細ノズルであり、
先細ノズル部２２の外面および内面は円形で先細りの回
転対称形であり、ノズル孔２４はパイプ部２１の中心に
位置している。先端ノズル部２３内の金属又は合金を充
分加熱するためには、円筒の加熱コイル８の先端部分
８’を先端ノズル部２３に近い位置にまで配置する必要
がある

【０００５】しかし、この紡糸ノズルを第９図のよう
に、冷媒面９に対して傾斜（好ましくは３５〜６０°）
して設置するが、加熱コイル８の先端部分８’が冷媒面
９に接触しないようにするには、先端ノズル部２３の先
端と冷媒面９との間隔３０を大きくしなければならな
い。この間隔３０が大きいと、得られる細線の断面が偏
平になり易く、また太さ斑が生じ、さらには紡糸中に断
線し易くなる。また、先細ノズル部２２の形状が回転対
称形であるため、加熱コイル８の先端部分８’は先端ノ
ズル部２３より離れた箇所に位置する。そのため、先端
ノズル部２３内の金属又は合金が充分加熱されず、した
がつて正常な射出ができず、紡糸中に断線したり、ノズ
ル詰まりを引き起こす結果となる。さらには、紡糸ノズ
ルを傾斜して用いるために、射出終了後に溶湯の残留物
が先細ノズル部２２に残つてその箇所の損傷を生じるた
め、紡糸ノズルの寿命を著しく低下させる結果となる。

【０００６】液中紡糸法において、長尺で良形の細線を
得るのに好ましい紡糸ノズルの配置条件は、先端ノズル
部の先端と冷媒面との間隔をできる限り狭少にし、かつ
冷媒の流動方向に溶湯のジェットが射出できるように冷
媒面とジェットの間にある所望の傾きを与えることであ
る。その理由は、ノズル孔から射出する溶湯のジェット
が乱れないうちに速やかに、かつ円滑に冷媒中に突入さ
せて急冷凝固させることにある。前記間隔が大きくなつ
たり、前記傾きが不適当であつたりすると、ジェットは
乱れ冷媒面に揺らぎが生じ、それが細線の偏平、太さ
斑、断線の原因となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は前記欠点を
解消し、良形、良質の細線を能率よく量産するには、液
中紡糸法に適したノズルを得ることが最も肝要であると
の知見を得た。本発明は（１）紡糸ノズルの先端ノズル
部まで加熱コイルを設け、先端ノズル部に加熱コイルを
近ずけることができ、かつ（２）先端ノズル部の先端と
冷媒面とを所望の狭小な間隔にすることができ、さらに
は（３）紡糸ノズルを所望角度まで傾斜しても溶湯の残
留物が残らない、紡糸ノズルを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題につ
いて鋭意検討した結果、所期の目的に充分適する紡糸ノ
ズルを得た。すなわち、本発明は（１）薄肉パイプの先
細ノズルであつて、ノズル孔がパイプ部の中心より偏心
し、かつノズル側面の先細ノズル部において、ノズル孔
の偏心方向に位置している外面および内面が少なくとも
その反対側方向に位置している外面および内面よりも緩
やかな曲率の先細形状を有することを特徴とする紡糸ノ
ズル、および（２）薄肉パイプの先細ノズルであつて、
ノズル孔がパイプ部の中心であり、かつノズル側面の先
細ノズル部において、ノズル孔の片側方向に位置してい
る外面および内面が少なくともその反対側方向に位置し
ている外面および内面よりも緩やかな曲率の先細形状を
有することを特徴とする紡糸ノズルである。

【０００９】紡糸ノズルの一方の型は前記（１）のもの
であり、他方の型は前記（２）のものである。前者で
は、先端ノズル孔はパイプ部の中心よりパイプ部の半径
の約０．１５〜０．９の範囲の位置に偏心していること
が好ましい。

【００１０】紡糸ノズルは耐熱性素材で形成することが
好ましく、材質は石英ガラス、その他の耐熱ガラス、耐
熱性セラミツクス、耐熱金属系材料などである。

【００１１】紡糸ノズルは冷媒が回転ドラム内で静水層
を形成している方式、冷媒が一定方向に流動している流
水方式、冷媒が回転ロールによる方式によるなどの溶融
紡糸法に使用できる。

【００１２】

【作用】紡糸ノズルの長手方向を冷媒面に対して所望角
度に傾斜した状態で、加熱コイルの先端部分を冷媒面に
接触させることなく、かつ紡糸ノズルの先端ノズル部内
の金属又は合金を所望温度にまで加熱できるように先端
ノズル部に接近して加熱コイルを設置できる。したがつ
て、先端ノズル部の先端と冷媒面との間隔を所望の狭少
な間隔にできる。また、紡糸ノズルの長手方向を冷媒面
に対して所望角度傾斜した状態でも、射出終了後ノズル
に対して有害な溶湯の射出残留物が一切残らない。

【００１３】

【実施例】第１図および第２図の実施例の紡糸ノズルは
外径および内径が円形で薄肉のパイプであり、先細ノズ
ル部２は先細形状で円形の先端ノズル部３を有し、その
ノズル孔４はパイプ部１の中心より偏心した箇所に位置
し、かつ紡糸ノズルの側面の先端形状部５において、ノ
ズル孔４の偏心方向に位置している外面６および内面
６’が少なくともその反対方向に位置している外面７お
よび内面７’よりも緩やかな曲率の先細形状である。

【００１４】この紡糸ノズルに第５図のように、円筒の
加熱コイル８を設けると、先端部分８’は先端ノズル部
３に接近した箇所に位置する。紡糸ノズルの長手方向を
冷媒面９に対して傾斜して先端ノズル部３を下方にして
加熱コイル８の先端部分８’が冷媒面９に接触すること
なく、先端ノズル部３の先端と冷媒面９との間隔を、前
述の間隔３０よりも狭少の間隙１０にできる。

【００１５】第３図および第４図の実施例の紡糸ノズル
は外径および内径が円形で薄肉のパイプであり、先細ノ
ズル部１２は先細形状で円形の先端ノズル部１３を有
し、ノズル孔１４はパイプ部１１の中心に位置し、かつ
紡糸ノズルの側面の先細ノズル部１２において、ノズル
孔１４の片側方向に位置している外面１６および内面１
６’が少なくともその反対方向に位置している外面１７
および内面１７’よりも緩やかな曲率の先細形状であ
る。

【００１６】この紡糸ノズルに第６図のように、円筒の
加熱コイル８を設けると、先端部分８’は先端ノズル部
１３に接近した箇所に位置する。紡糸ノズルの長手方向
を冷媒面９に対して傾斜して先端ノズル部１３を下方に
して加熱コイル８の先端部８’が冷媒面９に接触するこ
となく、先端ノズル部１３の先端と冷媒面９との間隔
を、前述の間隔３０よりも狭少の間隙１０にできる。

【００１７】製造例１

【００１８】内径１８ｍｍ、外径２１ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２６ｍｍのノズル孔を
形成し、それをパイプ部の中心より８ｍｍ偏心して設け
て、かつ先細ノズル部の側面において、ノズル孔の偏心
方向に位置している外面および内面が少なくともその反
対方向に位置している外面および内面よりも緩やかな曲
率となるようにガラス細工の加工方法に準じて紡糸ノズ
ルを作製した。

【００１９】内周面に、幅３０ｍｍ、深さ３０ｍｍの溝
を有する内径５００ｍｍの縦型ステンレスドラムを３０
０ｒｐｍで回転し、溝に水深２５ｍｍの静水層を形成し
た。紡糸ノズルに約５０ｇのＣｏ₆₇Ｃｒ₅Ｗ₅Ｍｏ₅Ｓ
ｉ₈Ｂ₁₀（原子％）合金粒を充填し、ノズル外周面に外
径５ｍｍのパイプのコイルを設け、かつ先細ノズル部の
緩やかな曲率面側を下側に向けて静水層の液面と先端ノ
ズル部の先端との間隔を３ｍｍ、入射角５３°にして、
高周波誘導加熱により合金粒を溶解し、圧力約３ｋｇ／
ｃｍ²で合金の溶湯（約１５２０Ｋ）を射出し、紡糸細
線を得た。

【００２０】製造例２

【００２１】内径１２ｍｍ、外径１５ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔を形
成し、それをパイプ部の中心より１ｍｍ偏心して設け
て、かつ先細ノズル部の側面において、ノズル孔の偏心
方向に位置している外面および内面が少なくともその反
対方向に位置している外面および内面よりも緩やかな曲
率となるようにガラス細工の加工方法に準じて紡糸ノズ
ルを作製した。

【００２２】製造例１の合金粒を紡糸ノズル内に約２０
ｇ充填したことと、約４ｋｇ／ｃｍ²の圧力で射出した
以外は製造例１と同様にして、紡糸細線を得た。

【００２３】製造例３

【００２４】内径２０ｍｍ、外径２３ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔を形
成し、それをパイプ部の中心より５ｍｍ偏心して設け
て、かつノズルの先細ノズル部の側面において、ノズル
孔の偏心方向に位置している外面および内面が少なくと
もその反対方向に位置している外面および内面よりも緩
やかな曲率となるようにガラス細工の加工方法に準じて
紡糸ノズルを作製した。

【００２５】内周面に、幅７０ｍｍ、深さ２５ｍｍの溝
を有する内径４５０ｍｍの横型ステンレスドラムを１６
０ｒｐｍで回転し、溝に水深２５ｍｍの静水層を形成し
た。紡糸ノズルに約７０ｇのＣｏ₇₂Ｃｒ₅Ｗ₅Ｍｏ₅Ｓ
ｉ₃Ｂ₁₀（原子％）合金粒を充填し、ノズル外周面に外
径５ｍｍのパイプで巻いたコイルを設け、かつ先細ノズ
ル部の緩やかな曲率面側を下側に向けて静水層の液面と
ノズルの先端部の先端との間隔を４ｍｍ、水面回転方向
の接線となす角度を５３°、垂直方向との角度を４５°
にして、高周波誘導加熱により合金粒を溶解し、圧力約
２ｋｇ／ｃｍ²で合金の溶湯（約１５２０Ｋ）を射出
し、紡糸細線を得た。

【００２６】製造例４

【００２７】内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔をパ
イプ部の中心に設け、かつノズルの先細ノズル部の側面
において、ノズル孔の片側方向に位置している外面およ
び内面がその反対側方向に位置している外面および内面
よりも緩やかな曲率となるようにガラス細工の加工方法
に準じて紡糸ノズルを作製した。

【００２８】製造例１の合金粒を紡糸ノズル内に約１０
ｇ充填し、静水層の液面と先端ノズル部の先端との間隔
を４ｍｍとしたこと、および約４ｋｇ／ｃｍ²の圧力で
射出した以外は製造例１と同様にして、紡糸細線を得
た。

【００２９】比較例１

【００３０】内径１８ｍｍ、外径２１ｍｍの石英製のパ
イプで、先端ノズル部に孔径０．２６ｍｍのノズル孔を
パイプ部の中心に設け、先細ノズル部の側面が全方向に
わたつて対称形状の従来型の紡糸ノズルを使用し、静水
層の液面と先端ノズル部の先端との間隔を８ｍｍ（コイ
ルが邪魔になり、これ以上接近不可）とした以外は製造
例１と同様にして、紡糸細線を得た。

【００３１】比較例２

【００３２】内径１２ｍｍ、外径１５ｍｍの石英製のパ
イプで、先端ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔をパ
イプ部の中心に設け、先細ノズル部の側面が全方向にわ
たつて対称形状の従来型の紡糸ノズルを使用し、静水層
の液面と先端ノズル部の先端との間隔を７ｍｍ（コイル
が邪魔になり、これ以上接近不可）とした以外は製造例
２と同様にして、紡糸細線を得た。

【００３２】比較例３

【００３３】内径２０ｍｍ、外径２３ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔をパ
イプ部の中心に設け、先細ノズル部の側面が全方向にわ
たつて対称形状の従来型の紡糸ノズルを使用し、静水層
の液面と先端ノズル部の先端との間隔を８ｍｍ（コイル
が邪魔になり、これ以上接近不可）とした以外は製造例
３と同様にして、紡糸細線を得た。比較例４

【００３４】内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍの石英製のパ
イプで、先細ノズル部に孔径０．２ｍｍのノズル孔をパ
イプ部の中心に設け、先細ノズル部の側面が全方向にわ
たつて対称形状の従来型の紡糸ノズルを使用し、静水層
の液面と先端ノズル部の先端との間隔を６ｍｍ（コイル
が邪魔になり、これ以上接近不可）とした以外は製造例
４と同様にして、紡糸細線を得た。

【００３５】各製造例および各比較例で得た紡糸細線の
形状および性能の比較を次表に示す。

【００３６】

【００３７】真円度：短径／長径

【００３８】太さ斑：正常の外径と細径との差を正常の
外径で割り、１００倍した。

【００３９】

【発明の効果】本発明は次の効果がある。

【００４０】（１）紡糸ノズルの先端ノズル部の加熱性
がよく、ノズル詰まりがなくなり、また紡糸ノズル内で
の溶湯の射出残りがなくなる。したがつて、紡糸ノズル
の損傷がなく何回も繰返し使用ができ、長寿命である。

【００４１】（２）紡糸ノズルの先端ノズル部の先端と
冷媒面との間隔を所望の狭少間隔にでき、かつ所望角度
に傾斜できるので、真円で、均一太さ（太さ斑が少な
い。）や断線の少ない長尺細線を得ることができる。（３）高能率で、量産性に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紡糸ノズルの実施例の正面図である。

【図２】同紡糸ノズルの一部右側面図である。

【図３】本発明の紡糸ノズルの他の実施例の正面図であ
る。

【図４】同紡糸ノズルの一部右側面図である。

【図５】第１図および第２図の実施例の紡糸ノズルの使
用時の一部右側面図である。

【図６】第３図および第４図の実施例の紡糸ノズルの使
用時の一部右側面図である。

【図７】従来の紡糸ノズルの実施例の正面図である。

【図８】同紡糸ノズルの一部右側面図である。

【図９】同紡糸ノズルの使用時の一部右側面図である。

【符号の説明】

１、１１パイプ部２、１２先細ノズル部３、１３先端ノズル部４、１４ノズル孔５、１５先端形状部６、７外面６’、７’ 内面１６、１７外面１６’、１７’ 内面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉パイプの先細ノズルであつて、ノズ
ル孔がパイプ部の中心より偏心し、かつ前記ノズル側面
の先細ノズル部において、前記ノズル孔の偏心方向に位
置している外面および内面が少なくともその反対側方向
に位置している外面および内面よりも緩やかな曲率の先
細形状を有することを特徴とする紡糸ノズル。
【請求項２】薄肉パイプの先細ノズルであつて、ノズ
ル孔がパイプ部の中心であり、かつ前記ノズル側面の先
細ノズル部において、前記ノズル孔の片側方向に位置し
ている外面および内面が少なくともその反対側方向に位
置している外面および内面よりも緩やかな曲率の先細形
状を有することを特徴とする紡糸ノズル。