JPS5850939B2 - 「ト−レ−ション」によって繊維を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 緒言 本発明は繊細な繊維に関するものであり、また、以後「
細めることのできる材料」と呼称する、熱を加えること
によって軟化ないし液化し、冷却することによって比較
的堅硬となるような細めることのできる材料を、これを
細めることのできる条件下において使用して該繊細な繊
維を製造することに関する。

本発明方法並びに装置は、特にガラス繊維の製造に適し
ているので、本明細書においてはガラス繊維並びにその
製造を特に強調して説明しである。

発明の背景 ガラス繊維の製造に関してはかなり明確に定義され且つ
一般に承認されている４種類の先行技術がある。

以下、その概略を述べるが、その詳細は後述する。

１、縦吹き法 別名を吹出し繊維法、蒸気吹きウール法、蒸気吹き結合
マット法、低圧空気吹き法、縦ジェット法ともいう。

２、ストランド法 別名を連続繊維法、紡織繊維法ともいう。

３、エアロコール法 別名を火焔延伸法ともいう。

４、遠心分離法 別名を廻転法、チル法、スーパーチル法ともいう。

上記の４方法には多数の変形があり、これらを組み合わ
せた技術も提案されている。

また、先行技術の文献において論じられているように、
上記以外にも多くの方法がガラス繊維の製造に関して試
みられた。

しかし、これらの変形やその組合わせ、あるいは、これ
らの試み等は、いずれもその結果が不充分であるため、
ガラス繊維の製造法として格別顕著な立場を確立するに
至らなかった。

以下に詳述するように、本発明は独特の原理に基づいて
実施され、独特の結果をもたらし、従って、新技術の出
発点となるべき新規な第五番目の技術を提供するもので
ある。

このような理由から、また本発明に対して適用すべき適
切な用語が現在の用語からはどのようにこれを探しても
見当たらないという理由から、本発明者は「トーレート
するｊ （”ｔｏｒａｔｅ”）という新しい英語動詞並
びに「トーレーション」（” ｔｏｒａｔ ｉｏｎ”）
という新しい英語名詞を造語し、これによって本発明の
新技術並びに新製品を表現することとした。

これらの新語の意味するところは、本発明の細な説明に
よって明らかとなる訳であるが、差し当たりこれを簡単
に説明すれば、本発明の新技術によってガラスが繊維に
「トーレート」されるのであり、その際、繊維化に関与
するジェット並びに気体流は「トーレートする気体流」
（ｔｏｒａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ”）と称せられ、
生成した繊維は「トーレートされた繊維」 （” ｔｏｒａｔｅｄ ｆ １ｂｅｒ”）であり、本発
明の方法は「トーレーション」と呼ばれる。

先行技術の解析 ガラス繊維の直径はきわめて小さい値、例えば、数ミク
ロン程度、であることが望ましいと従来考えられてきた
。

これは、このような繊細な繊維から作った製品が、強度
、熱的絶縁性その他の物理的諸性質においてすぐれてい
るからである。

また、繊維の長さの有する意義は用途によって異なるが
、一般的にいって繊維は短いよりは長い方が好ましい。

更にまた、採用された製造方法における生産速度が高い
ことは特に生産費の観点から太いに有利なことである。

高い生産速度を獲得するための一つの方法は、ノズルに
おける引張り速度を大きくすることである。

ここ（こいうノズルにお０る９張速度とは、単一の繊維
形成中心当たり、与えられた時間内に達威し得る生産量
のことである。

ここにいう単一の繊維形成中心とは、縦吹き法、ストラ
ンド法及び遠心法においては１本のガラス流を吐き出す
１個のノズルのことであり、エアロコール法では１本の
ガラス棒を意味する。

本発明のトーレーションにおいては、単一の繊維形成中
心とは、それからガラス繊維が引き出されるガラス円す
いを意味する。

与えられた方法における引張り速度は、最も普通には１
時間当たり若しくは２４時間当たりのキログラム、ボン
ド又はトンで表現される。

要するに、きわめて細く、きわめて長い繊維を大きなノ
ズル引張速度で生産することが一般に望まれる訳である
が、先行技術の範囲内で考える限り、これらの命題は相
互に矛盾するのである。

それ故、先行技術においては、−若しくは若干の命題を
犠牲にすることによって、その他の命題を満足させてい
るのが常である。

目的及び利点 本発明の主要な目的は、ガラス繊維の製造における前述
の主要な諸要求、すなわち、繊維が細いこと、繊維が長
いこと並びに引張速度が大きいことの３要求を、そのい
ずれをも犠牲にすることなしに満足させることのできる
、ガラス繊維製造の技術並びにこれによって得られた繊
維自体を提供することである。

本発明の技術は上記の主要目的を達成し得るものである
ので、この技術は現在既知のどのような技術よりもはる
かに広範な用途に適用し得る繊維の製造を可能にする。

先行技術と本発明の技術との比較を第１表に示す。

本発明のもう一つの目的は、操作条件を容易に調節して
従来実施されてきた方法よりも広範な用途に対して適用
し得る繊維を選択的に製造し得るようにすることのでき
る、鉱物繊維の製造技術を提供することである。

本発明の技術により広範な型及び性質を有する繊維を製
造することができるので、従来のように種々の製品を得
るために二つ以上の方法を用いる必要はない。

このように一つの技術によって広範な製品を得ることが
できることは、従来法と比較して著しく設備資本の節減
となり、ガラス繊維工業に対して顕著な利益をもたらす
ものである。

本発明のもう一つの目的は、現在知られているいずれの
方法におけるよりも、多種多様のバッチ組成を用いて広
範な性状を有する鉱物繊維を製造する技術を提供するこ
とである。

トーレーション法に発する多くの特殊な利点をはじめと
する、本発明のその他の目的ならびに利点は、以下の説
明によって更に完全に明らかになるものと思われる。

トーレーション 前述したように「トーレーション」という用語は名詞で
あり、「トーレートする」は動詞であるが、これは「う
ず巻きＪ （” ｔｏｒｎａｄ□”）という語と「細め
ること」（ａｔｔｅｎｕａｔ ｉｏｎ”）という語を縮
少して作られた語であって、気体流若しくは第一ジェッ
トが第二のジェットによって横断方向に貫通され、第ニ
ジエツトが第一ジェットによって完全に包囲されている
状態において、細めることのできる材料が上記により生
成した相互作用域により及はされる作用を示すために使
用される。

両ジェットの相互作用により大きな角速度を有する２個
の互いに反対に廻転するうす巻きを含む明確に限定され
た強力な流れが発生し、これらの流れは細めることので
きる材料の表面を通過する際に摩擦により前記の細める
ことのできる材料を相互作用域の方法に流動させる。

この材料は次第にうす巻きの影響下に入り、引き伸ばさ
れた円すい状となり、その先端からジェット流と共に細
い繊維が引き出される。

驚くべきことには、うす流域にはきわめて高い速度が存
在するのにもかかわらずガラス円すいは安定であって、
その断面積は元の方から繊維放出端の方に向けて次第に
小さくなる。

また同様に驚くべきことには、きわめて短時間の間では
あるが、この繊維は、ら旋状の運動の振巾と速度とを増
大しつ５ガラス円すいから引き出されて連続的に細めら
れて行く。

トーレーションによって製造された繊維がほとんどスラ
ッグを含有していないのは、このようにガラス円すいの
位置及び寸法が安定していることと、繊維の細められて
行く過程が連続的であることによる。

本発明にとって基本的に重要な上述の相互作用現象は、
気体流の境界の一つをなし且つそれを通して第ニジエツ
トが流入する境界板のところで起こる。

同様の現象は、境界板が非常に小さくて事実上存在しな
いとの同様の場合や、実際に存在しない場合においてさ
え生起する。

境界板の存在の有無にかかわり無く、生起する相互作用
現象は本質的に同一である。

きわめて限られた程度においてではあるが、伺らかの形
の境界板を使用するので、以下の説明においては境界板
を用いる実施態様を強調する。

まず第１図について説明すれば、気体流、すなわち、第
一ジェット源は左側にあって気体流を表面−この場合に
は境界板の下面、すなわち、壁１０に沿って導くように
配置されている。

第ニジエツトの源も示されているが、これは板１０を通
して気体流を貫通するようにジェットを導くように配置
されている。

細めることのできる材料、例えば、ガラスもまた板１０
を通って導入され、第１図に示す実施態様においては、
ガラスを気体流中に導入する点は、ジェットが気体流中
に流入する点まりもや〜下流に位置している。

適当な繊維収集のための手段が、第１図の右手に示され
ている。

本発明者の観察によれば運転のパラメーターを広い範囲
で変化させても、望ましい結果が常に得られた。

生成する繊維の量、質及び太さを調節するための一つの
方法は、細めることのできる材料の流速を変えることで
ある。

この流速の調節は、種々の方法で遠戚されるが、例えば
、材料の温度を変えてその粘度特性を変化させる方法が
ある。

一般的にいって、温度が高い程粘度は低く、また、繊維
の用途に応じてガラスの構成成分を変化させると、これ
に伴って与えられた温度における粘度も変化する。

トーレーションを制御するために扱うことのできるその
他のパラメーターとしては、気体流及びジェットの流体
組成、気体流及びジェットの温度並びに速度がある。

典型的な場合には、相互作用を起こすべき両ジェットは
、例えば、適当なガス燃料の燃焼によって得られる燃焼
生成物のように、共に同一の流体から成り、このような
条件においては、トーレーションの性能はかなりの温度
範囲において、第−及び第ニジエツトの速度比で評価さ
れることができる。

しかし、両ジェット間に若し大きな密度差若しくは粘度
差が存在すると、これはトーレーションを起こすに当た
って、かなり重大な障害となるので、トーレーションを
行なうに当たっては、流体の速度そのものよりはむしろ
運動エネルギーを考慮に入れて、これらの因子を調節せ
ねばならぬことを忘れてはならない。

後に詳細に説明するが、流体の単位体積当たりの運動エ
ネルギーは、その密度と速度の２乗との積に正比例する
。

トーレーションを行なうためには、単位体積当たりのジ
ェットのエネルギーがその運転域における気体流のエネ
ルギーよりも、後に説明するように大きくなければなら
ぬ。

トーレーションの成績は更にノズルの大きさ、位置及び
形を変えることによっても、制御することができ、特に
、第ニジエツトに関してそれらを変化させるのが有効で
ある。

基本的装置に関する詳細は、本発明の種々の実施の態様
の項で述べる。

Ｍ２．２Ａ、２Ｂ図に示されるトーレーションの表現に
おいて、主要ジェット、すなわち、気体流１２Ａは左か
ら右に流れ、面１０に対して平行である。

第ニジエツト１５は第一のジェットに対してははゾ垂直
をなし、気体流の一部分を切断しているといえる。

第二のジェットは第一のジェットによって完全に包囲さ
れている。

このような相互関係の有する意義は、下記のトーレーシ
ョン過程の完全な解析から容易に明らかとなるであろつ
。

第２図の系列を更に説明するためには、相互作用ジェッ
ト及び細められつＸある材料の活性を特性づけるある種
の区域について述べるのが便利である。

ジェット流を考察するに有用な区域は必ずしも細められ
る材料の径路を考察するのに有用な区域と一致しないの
で、２組の区域を取り上げて第２図及び第２Ｂ図に示し
た。

一方の組は相互作用ジェット流体を説明するために用い
られるもので、区域Ａないし区域りがこれに当たり、他
方の組は材料の挙動を説明するためいもので、区域Ｉな
いし区域Ｖがこれに当たる。

引用に便利なように、相互作用ジェットの活性に関する
区域人ないしＤは、第２及び第２Ｂ図においては、“Ｇ
ＡＳ″ＺＯＮＥＳ（ｒガス」区域）として、また、材料
に関する区域は”ＧＬＡＳＳ”ＺＯＮＥＳ（ｒガラス１
区域）として描いである。

両区域とも第ニジエツトの先頭縁の径路に一般的に平行
な曲線に沿って取られる（上の方では第二ジェットの境
界が明瞭でなくなるので、混合流の一般的方向に径路を
延長する）。

本明細書では「上流」、「下流」という語を何度も使用
するが、これらは特に断わらない限り気体流１２Ａに関
して上流若しくは下流であることを意味する。

図には２種類の尺度が記入してあり、両尺度共第二ジェ
ットのオリフィスの直径で区劃してあり、また、第一の
尺度はジェット及びガラスが系に入る前に通過する板の
平面に平行に測られ、第二の尺度は上述の曲線、すなわ
ち、第ニジエツトの先頭縁の径路に沿って延びる曲線に
沿って測られる。

第２Ｂ図には両尺度が記載され、第２図には第一の尺度
だけが記載されている。

第一の尺度は第二ジェットの中心を起点として測られ、
第二の尺度は板の平面内にある始点から測られる。

２組の区域について論じるに当たり、各図中には一つの
区域と次ぎの区域との間に明瞭な境界があるが、実際に
は各区域を明確に区別し得る境界はなく、むしろ遷移領
域によってつながれていることに留意すべきである。

換言すれば、一つの区域において発揮される特性は次第
に消滅して次ぎの区域の特性に取って替られる。

とはいいながら、各区域は相互に充分に区別することが
でき、従って各区域を個別に分析することが、本発明を
理解する上で有用である。

第２図及び第２Ｂ図中に出現する各区域に関する以下の
説明を要約して第■表に示す。

第■表において第１欄には４種の「ガス」区域（Ｉｔ
ｇａｓ″ｚｏｎｅ ）第６欄には５種の「ガラス」区域
（ｇｌａｓｓ″ｚｏｎｅ）を示す。

第２欄には各ガス区域における気体の活性度を簡単に述
べ、第３欄には第ニジエツトのノズル直径で測った各ガ
ス区域の大きさについて示し、第５欄は第２欄と同様に
ガラスの活性度について述べ、そして第４欄には第３欄
と同様にガラス区の大きさについて述べである。

区域Ａ 区域Ａは、第ニジエツト及びガラスを放出する穴の付い
ている板の表面に近接しこれに沿って存在する。

区域Ａは以下に詳述するように流れの方向にもまたこれ
と直角の方向にもかなりの広がりを持っている。

区域Ａは板Ａと直角の方向に第ニジエツトノズル直径の
約１〜２倍の厚味を持つ。

区域Ａにおいて気体流、すなわち、第一ジェットは第ニ
ジエツトの板に最も近接する′部分と衝突するが、この
部分は第ニジエツト中で最も強く、最も明瞭な部分であ
る。

ある意味では、区域Ａ中で第ニジエツトは第一ジェット
に妨害を与えるともいえる。

区域Ａにおいて第一ジェットは第ニジエツトの回りに分
裂して流れるが、一方、第ニジエツトはその原形と速度
を保ち、すなわち、区域Ａ中において第ニジエツトは第
一ジェットを突き破って進むということができる。

第ニジエツトは何ら固形の導管中を流れている訳ではな
いので、その周辺において第一ジェットの気体の若干を
随伴する。

第ニジエツトが板を通って流れるという事実は、上記の
妨害効果並びに随伴効果のいずれをも本質的に変化させ
るものではないが、板の存在によって境界層効果が出現
する。

これらの諸効果、すなわち、妨害、随伴並び（こ境界層
効果が組み合わされることにより、相対的に減圧されて
いる区域、すなわち、負圧域を発生するが、その位置は
第ニジエツトの直ぐ下流である。

分裂した第一ジェットの部分は第ニジエツトの周囲を通
って負圧域へ進み、第２Ａ図において矢印１８で示され
ているうず流を発生する。

矢印は右向きに旋回して上流に曲がり、第一ジェット（
これは前述したように左から右に流れる）に対向して右
から左に流れる部分を生じる。

負圧域の程度は第一ジェット及び第ニジエツトの単位体
積当たりの運動エネルギーの比によって定まる。

第一ジェットの流れ方向における負圧域の巾はノズル直
径の２〜３倍で、これと直角方向の巾はノズル直径の１
〜２倍である。

第一ジェットと第ニジエツトとの相互作用域においては
、第ニジエツトの中心点よりもやＳ下流の位置に、第ニ
ジエツトの両側に１個ずつの互いに反対向きに流れる２
個のうず巻きが発生する。

第２Ａ図に明示されるように、これら２個のうず巻きは
、板のところでは点のように小さいが、これが上流に向
かい更に転じて下流に向かう頃０こは、はるかに大きく
なっている。

すなわち、相互作用ジェットの観点からすると、区域Ａ
は２個の逆向きに廻転するうす巻きの初まりであり、ま
た第ニジエツトよりもやＳ下流に負圧域を有し、この負
圧域はうず巻きの間の領域及びそのすぐ下流の領域にお
いて顕著である。

次ぎに、区域Ｂについて述べるのに先立ち、第二のジェ
ットは板のところで気体流の方向にはゾ直角に初まるが
、これが気体流中に入るとその方向が一般に下流の方に
向かって変化することを指摘したい。

うす巻きについても同様の変化がある。このようなジェ
ット並びにうす巻きの方向変化は区域Ａ中でわずかに開
始されるが、区域Ｂ、Ｃ中で完結し、その間の長さは第
ニジエツトの上流側に沿って測られて、すなわち、第２
Ｂ図の第二尺度に沿って測られて第ニジエツトのノズル
直径の１０ないし１３倍である。

区域Ｂ 区域Ｂは第２Ｂ図に示され第二尺度に沿って測られて、
約３〜５第ニジエツト直径はど区域Ａよりも上流の部分
に拡がっている。

区域Ｂでは区域Ａで述べたような随伴効果によって、第
ニジエツトに近接する第一ジェットの若干部分が第ニジ
エツトに随伴する周辺層を形成して次第σここれと混合
される結果、混合層の厚さが次第に増し、一方第二ジエ
ツトの中心部は次第に消失する。

この第ニジエツトの中心が消失した時、区域Ｂは終る。

第ニジエツトがその独自の初速度と方向とを失うにつれ
て、第ニジエツトと気体流とから戊る混合された新規な
流れ一トーレーテイング気流−が発生し、この混合流は
区域Ｂの終り頃には確立されている。

第ニジエツトの中心部並びに混合乱流層が下流に方向変
換するにつれて、中心部の断面積は小となり、また混合
層の断面積は変形する。

変形した断面は偏平で横長となり、その側端は次第に巻
き上がって凝似円すいうず巻きの形状となる。

変形断面の形状は古くからイオニア様式の先端に用いら
れている二重うす巻きと同様である。

ジェットに隣接してこれに沿って流れる気体流層はうす
巻きにその廻転方向を与える。

この廻転の結果、両うす巻きの外層上に位置する流体粒
子は、上記の二重うず巻きの谷間に向かって運ばれ、２
個の反対回転するカレンダーローラーの間のようＯこ、
２個のトーナドによって捕えられる。

うす巻きの外層はこれに隣接する気体流と同じ速度で廻
転しているが、その中心部は著しい高速度でその中心軸
の周囲を廻転している。

このように、各うず巻きは内側及び上流に向かって随伴
効果を発揮し、これに隣接する気体流の一部分を誘導す
る。

誘導された流れは変形された形を有する残留第ニジエツ
ト流並びに混合層から成る谷間の内部へ、上流に向って
方向を与えられる。

うず巻きは区域Ｂを流れる間にその断面積を著しく増大
し、両うず巻き間には明瞭な包絡帯、すなわち、気体防
壁が形成されて気体流の主流に対して偏向板の役目を果
たす。

驚くべきことであるが、両うす巻きの中心部には著しい
高速度で流体が流れているのにもかかわらず、両うす巻
きは安定である。

その先端は第ニジエツトのノズル端に固着してその軸よ
りもやＳ下流に位置しているように見え、気体の包絡帯
はほとんど不動である。

区域Ｃ 区域Ｃは第二尺度に沿って第二ジェットオリフイヌ直径
の約７〜１０倍長さにわたって存在し、その内部では第
ニジエツトの残り及びうず巻きは完全にその方向を下流
に転する。

第ニジエツトはその本体を失って混合流、すなわち、ト
ーレーテイング流となり、２個のうすは更に膨張を続け
て上記の包絡帯はそのま〜維持されている。

しかし、区域Ｃの終りの方ではうす巻きもその本体を失
い始める。

さて、区域Ａ、Ｂ、Ｃ！における気体流とジェットの相
互作用を更に説明するために、第２Ｃ図について述べる
。

第２Ｃ図は第２Ａ図と大体同じであるが、簡明にするた
めガラスを完全に除き、気体の流れを面Ｈとの関係にお
いて説明しである。

面Ｈはジェットよりもわずかに上流−相互作用現象によ
ってかく乱を受けない程度上流−の位置において気体流
と直交している。

一般に、ジェットが気体流中に貫通して入り得るために
は、貫入の位置においてジェットの運動エネルギーが気
体流のそれよりも大きくなければならぬ。

厚さＴの気体流中へのジェット１５の貫通の深さは、ジ
ェットと気体流との間の相互作用の重要な因子である。

一般にジェットが気体流に比して強い程、ジェットの貫
通の深さは太きい。

第２図及び２０図において、区域Ｃの末端（そこでは偏
向が終っている）における混合域の先端上に位置する点
Ｐ′は、気体流中における混合流の上部末端を示す。

図示されるように、気体流の一部はジェットと係合し、
あるいは、相互作用するが、また別の一部分は入射の位
置から更に遠い位置において偏向する。

このようにして点Ｐ′の上方にある気体流の流線は、上
流に向けて偏向しく混合流の偏向効果により）、それに
つれて流線は相互作用域を逃れ、相互作用域に入ること
なくそのまＳ下流に流れ去る。

この偏向効果の結果、点Ｐ′を通る流線は、入射点から
Ｐの距離にある点５、すなわち、点ｐ／よりも入射点に
近い点において面Ｈと交わる。

入射面から最も遠くにあり、しかも、なお相互作用に関
与している流線は点５を通るので、Ｐ、すなわち、入射
面から面Ｈ内の点５に至る距離は、気体流中へのジェッ
トの貫通の深さに等しい。

第２Ｃ図について更に述べるならば、入射面内において
気体流に関して垂直の方向に測ったジェットの最大寸法
Ｄｊは円形断面を有するジェットの場合にはジェットノ
ズル１４の直径に等しい。

ジェットと直接に交差する気体流の流れは、巾Ｄｊ、深
さＰの断面内にあり、これはすべてジェットとの相互作
用に関与する。

更にその両側にある気体流の若干も、矢印１８がジェッ
ト及びうずの方に向きを変えていることから分かるとお
り、相互作用に関与する。

そして、ある限界を越すと流線はや＼外側に曲がって相
互作用域を迂廻した後再び内側に曲がる。

これらは混合流、すなわち、トーレーテイング流に含ま
れない。

第２Ｃ図のような配置においては、Ｄｂで示される気体
流部分の寸法、すなわち、ジェットと混合する気体流部
分の巾は、気体流に垂直に測ったジェットの寸法Ｄｊの
１．５〜３倍程度である。

第２Ｃ図において、気体流の流線は５種類のものに分類
される。

これらは１−ｉ’、２−２’。３−３’、４−４’と、
点５から出る最大貫通度を持つものである。

点１，２，３，４，５，４’。３／、２／及び１′は、
バッチで示されるように、すべて気体流の断面を縁取る
線６によってつながれ、ジェットと交わる。

線６に囲まれている気体流の区域を、気体流実効域と呼
ぶが、これははソＤｂとＰの積に等しい。

線６で囲まれる区域外で面Ｈと交わるどのような流線も
相互作用現象とは直接には関係せず、単に面内における
故点と線６との距離の大小に従って多かれ少なかれ偏向
するだけである。

ジェットよりもはるかに上流のジェットによるかく乱を
受けない区域において、ジェットと相互作用域を形成す
るすべての流線を含むような区域を考え、その断面積を
ｓｂとすれば、ｓｂは気体流の実効面積である。

ｓｂは後述するように、トーレーションにとって重要な
因子であり、今後は気体流断面積ｓｂという表現法を用
いることにする。

これに対応するジェットの実効断面積はジェットノズル
１４の断面積であり、今後はジェット断面積Ｓｊという
表現を用いることにする。

力学の示すところによれば、質量ｍの物体が速度Ｖで運
動する時、運動量Ｍは Ｍ＝ｍｖ で表わされる。

本発明の気体流やジェットのように流れている流体にお
いては、質量ｍは密度ｐと与えられた断面積を単位時間
内に流れる流体の体積との積で表わされ、該体積はこの
断面積Ｓと速度Ｖとの積である。

従って、ｍ＝５ｐｖ となる。

上記の運動量方程式中のｍにこれを代入すると次式とな
る。

Ｍ＝ ５ｐｖｖ ＝ ５ｐｖ２ トーレーションにとって重要な気体流並びにジェットの
面積はそれらの実効断面積ｓｂ及びＳｊであるから、気
体流とジェットの運動量は次式で表わされる。

ただし、添字すは気体流を、ｊはジェットを表わす。

Ｍ ｂ ＝ Ｓｂｐ ｂｖｂ２ Ｍｊ＝Ｓｊｐ、＋ｖＪ 係数ｐＶ２は流体力学の分野においては、次ぎの４種類
の表現のいずれかによって表わされる。

（１）動圧ヘッド （２）単位時間単位断面積当たりの運動量（３）単位断
面積当たりの運動量 （４）単位体積当たりの運動エネルギー ジェットの気体流中への最大貫通深さＰが、ジェットの
寸法Ｄｊ並びにジェットと気体流の間の単位体積当たり
の運動エネルギーの比に正比例することが分かった。

それ故、運転制御の場合には、普通運動量比の代わりに
、ジェットと気体流の単位体積当たりの運動エネルギー
との比を用いる。

この値は、どのようなトーレーション装置においても、
運転面積と無関係に一定である。

相互に交わる２個のジェットの中の１個のジェットの単
位体積当たりの運動エネルギーという表現は、第一ジェ
ットの内、第ニジエツトとの相互作用域を通って流れる
部分の運動エネルギーをいうものとする。

上記の説明から明らかなとおり、トーレーションが行な
われるためには、ジェットの単位体積当たりの運動エネ
ルギーが、気体流の実効断面を通過する部分の単位体積
当たりの運動エネリギーよりも大きいことが必要である
。

区域り 区域りは区域Ｃの終点から初まるが、その他の方向には
何らの限定された寸法を有していないものとして示され
ている。

これは区域りが下流方向に向かって無制限な広がりを有
するからである。

区域りにおいては、粘性の作用によって２個の相互に反
対方向に廻転するうす巻きは、その本体を失ない、角速
度並びにエネルギーを失なう。

それらは解体して気体流の大きな流れの中に混合されて
行き、第ニジエツトのノズル直径の３〜５倍の距離（第
二尺度）だけ区域Ｃの末端から行ったところでは、両ジ
ェット間の相互作用は終っているということができる。

区域Ａ、Ｂ、Ｃ！等では気体流の平滑さや均一性が大い
に乱されたが、区域りに入って第ニジエツトのノズル直
径の３〜５倍の距離を行ったところでは再び、気体流の
正常な流れが回復され、これが区域りにおける主な流体
挙動となっている。

第２Ｂ図では第ニジエツトのノズル直径の１６〜１８倍
（第二尺度）、すなわち、７〜１０倍（第一尺度）の距
離を行ったところで主要気体流の回復が見られる。

換言すれば、トーレーションを決定する相互作用効果は
、第一尺度で７〜１０倍の距離の間は続いている。

従って、そのような間隔を置いて次ぎのジェットを噴入
させれば、トーレーションを再び繰返され、多数のジェ
ットを下流に並列してこれを繰返せば、単一気体流によ
るト−レーション繊維形成中心が確立される。

区域Ｉ 区域Ｉは上述の区域Ａの内、板１０に近接する部分であ
って、そこでは循環流が最も顕著である。

区域Ａと同様に、区域■は気体流と直角方向にも、また
流れの方向にも、板１０と垂直に広がっており、その長
さは第ニジエツトノズル直径の１〜２倍である。

区域■において、ガラスは第ニジエツトよりもわずかに
下流にある減圧域に直接的Ｏこ射出されるか、あるいは
、これから若干の距離を置いた点へ射出される。

ガラス流がこの負圧域に入ることは、たとえ、板１０中
のガラス放射用ノズルが第ニジエツトのすぐ下流に無く
ても間違いなく起こる。

それは、区域Ｉ中では、区域Ａとの関連において、気体
の循環流がきわめて強力だからである。

換言すれば、区域Ｉにおいては、ガラスは第ニジエツト
よりもわずかに下流の負圧域に限定される。

このような位置限定現象はトーレーションにとってきわ
めて重要である。

なぜならば、これによってきわめて安定なガラス円すい
が形成され、その先端からガラス繊維が引出されるから
である。

この位置限定により、安定な円すいが大きな信頼性と、
再現性と、予言性とをもって形成されるのである。

たとえ、ガラスが第ニジエツトよりもわずかに下流の地
点以外の地点から系に導入されても、ガラス流は急速且
つ直接的に該限定された位置に向かい、その許容度は驚
く程太きい。

若しもガラスが第２Ｂ図のノズル位置１６よりもや＼下
流の地点から導入されると、循環流の作用によってこれ
は少し上流に向かって流れ、第ニジエツトよりもわずか
に下流の点に達した後正しく要求される領域に入る。

更にガラスは第ニジエツトよりも下流の中心線よりもど
ちらかの側に、わずかにはずれた地点に導入しても、循
環流から逃れることはない。

若しもガラスを上述の区域Ａ中の負圧域の中に入れると
、ガラスは直ちに流動して第ニジエツトの直ぐ下流に当
たる望ましい点において位置を定める。

若しも、ガラスを第ニジエツトよりも上流の、第ニジエ
ツトの中心線上に導入すると、第ニジエツトよりも上流
の板に沿って流れ、時には、第ニジエツトの回りを旋回
して分裂したりするが、仮りに分裂しても、第ニジエツ
トよりもや＼下流の地点に至れば合流して望ましい位置
において位置を定める。

若しも分裂しなければ、第ニジエツトを迂回して望まし
い点に達する。

更に、若しもガラスを第ニジエツトよりも上流の、その
中心線からどちらかに若干はずれた位置に導入すると、
ガラスは下流に向かって流れて第ニジエツトのいずれか
の側を迂回して、直ちに第ニジエツトよりすぐ下流に当
たる望ましい点に達する。

熱論、若しもガラスを第ニジエツトよりもはるかに下流
、すなわち、第ニジエツトのノズル直径（第一尺度）の
４倍以上離れた地点に導入すると、ガラスは循環流に捕
捉されない。

同様に第ニジエツトよりもはるかに上流に導入しても、
ガラスは第ニジエツトを通過しても循環流に捕捉されな
い。

しかし、トーレーションを行なうに当たり、ガ゛ラスを
導入する位置はかなり広い範囲から選んでも、結果に害
を及ぼさない。

気体流が区域■内でガラス流に及ぼす影響には、特にガ
ラスノズルに近接する領域において、表面張力効果もあ
る。

この効果は、ガラスがノズルを通って系内に入る場合に
、ガラスの表面とノズル壁面との間に発生するものであ
る。

ガラス放出ノズルを第ニジエツトのすぐ下流に当たる限
定域に置くと、ガラス表面張力効果によってガラス円す
いの安定性が増すという利点がある。

このような理由から、ガラス放射用のノズルを第ニジエ
ツトのすぐ下流の点に置く。

要約すると、区域Ｉ内における細めることのできる材料
の流動に関しては、この材料が相互作用域の近くの系中
に導入されること及び該材料は第ニジエツトのすぐ下流
に当たる点にその位置を定めることが特徴的である。

区域■ 区域■は、区域Ｉの終点から第ニジエツトノズル直径の
約３倍の距離の間に渡って存在する。

区域■において、既に区域Ｉ内において位置を定められ
ているガラスは、気体の流れによる連けい作用によって
上向きに引張られて安定な円すいを形成する。

ガラス体内部において、ガラスは層流をなして移動し、
連続的に、一様に且つ漸次断面積を減じて円すいの先端
に向かう。

充分に均一な直径を有する繊維を連続的に得るためには
、断面積が定常的に減少して行くことが必要である。

第２Ａ図から明らかなように、ガラスの断面積の減少は
２個のうず巻きの断面積の増大に伴って起こり、ガラス
の円すい化は、うす巻き間の谷間並びに第ニジエツトの
下流において起こる。

すなわち、ガラス円すいは気体流がこれに直接衝突する
ことから保護されている。

その結果、ガラスの流動は安定化し、これがトーレーシ
ョン法の一つの重要な特徴である。

板の近くでは、うず巻きはきわめて小さな断面積を有し
、その表面の対ガラス摩擦はごく小さなものである。

位置が板から遠ざかるにつれてうす巻きは次第に大きく
なってガラスとの接触面も犬となり、その結果うす巻き
のガラス延伸作用も次第に大きくなる。

区域Ｉにおけるガラスの挙動は全部とは行かなくても、
はとんどそのままが区域■に引き継がれ、区域■におい
ても、ガラスはきわめて寸法及び運動の点で安定である
。

板１０から円すいの先端までの間の全域に渡りガラス表
面の形、大きさ、位置等は操作条件が一定な限り、はシ
一定である。

しかし、ガラスの円すい形への流動は肉眼で見ることは
できず、また、点１９Ｂに至る円すい部についても同様
である。

点１９Ｂ以後、ガラス円すいの先端は急速且つ定常的に
時には、上流方向へ時には下流方向へ、時には横に、時
には廻転するように、運動している。

ガラス円すいの安定性はトーレーション法の成功にとっ
て特に大きな意味がある。

なぜならば、それによって、充分に均一な直径を有する
繊維が、スラッグ、フック、ベレットその他の望ましく
ない不良品をほとんど生じることなしに連続的に得られ
るからである。

後に述べる種々のパラメータを変化させることによって
安定なガラス円すいにおける円すいの長さを種々調節す
ることが可能であるが、ここでは円すいの長さと、その
安定性とは無関係であることを述べるに止める。

区域■ 以上の説明は、溶融状態にある細めることのできる材料
を定常的で且つ再現性のある速度で連続的に次第に小さ
な断面積の細流としつつこれを延伸して細い繊維となし
得る区域に導入する過程に関するものであった。

換言すれば、上記の説明は、溶融しているガラスを高速
ガス流領域中に供給することに関するものであった。

さて、次ぎに区域■について述べるが、区域■において
は延伸過程の最終段階が行なわれる。

換言すると、細めることのできる材料を引張って細い繊
維とする過程の最終段階が行なわれる。

引張りはガラス流の短い長さの範囲内で起こり、区域■
は第ニジエツトノズル直径の約３〜５倍（第二尺度）の
長さを有するに過ぎない。

トーレーションの特徴は区域■において起る劇的なまで
に動的な変化にある。

区域Ｉ及び■におけるガラスの挙動は、肉眼や高速度撮
影で観察したが、区域■内での挙動は高速度撮影でも捕
えにくい程急速である。

毎秒４０００．６５００ 。１００００コマの高速度撮
影でこれを写し、毎秒１コマの速度で投影した。

この研究の結果、円すいの先端１個から只の１本の単繊
維が引き出されることが確実となったが、区域■におけ
る繊維の通る径路については、なお不分明の点が多い。

このような理由から、肉眼でガラスの挙動を追跡し得る
のは区域■までであるとしである。

高速度撮影で観察されたのは、ガラスの連続的ななだら
かな運動、むち打つような運動の繰り返しで、一平面内
で動いているように見えたが恐らくうず巻きの性質から
して、本当はら旋状の運動をしており、流れの方向に進
むにつれてその振巾や、ピッチが大きくなるものと思わ
れる。

少なくとも大部分の時間はそのような運動で占められて
いる。

繊維形戊申心１個当たり単位時間当たりの繊維収率を前
述の先行技術による値と比較すると、トーレーションに
よる繊維の生成速度は他の場合ヨりも、はるかに大きく
１０対１であり、蒸気吹きウール法の場合だけは、例外
的に２対１である。

繊維の生成速度は第０表中のノズル引張速度の値から未
繊維化物の量を差引けば求められる。

トーレーション法におけるノズル引張速度は非常に高い
ので、その円すい１個から単繊維を生産する速度は非常
に高く、その結果、単繊維が系内を走る速度は気体流や
ジェットの速度の少なくとも８〜１０倍に達する。

気体流やジェットの温度の詳細については後述するが、
ここでは単に区域■内でガラスを取り巻く気体流の温度
は、ガラスが軟化して区域■内で延伸され得るに充分な
程高くなければならぬことを述べるに止める。

安定な円すいから出発して下流において硬くなった繊維
として収得される点までの間に、細めることのできる材
料に何が起こるかを考え且つ観察されたむち打ち運動を
考慮に入れて見解を述べるならば、まだ区域■にある間
は該材料の流れは２個の向流うす巻き及び第ニジエツト
の作る谷間に引き込まれ、２個の向流うず巻きの内向き
成分１５Ｂによって谷間に追いやられる。

谷間においては該材料は前述の比較的高圧の流体防壁に
出合い、２個のうす巻きの中の一力の高速で廻転しつつ
ある周辺層を通って押しやられ、次いで、きわめて高速
のら旋運動によって区域■中で非常に細い繊維に引かれ
る。

細めることのできる材料の運動については、まだ不明の
点が多いが、上記の知見から、諸現象に関する若干の結
論を得ることはできる。

区域■の長さは非常に短いのに、繊維の長さはほとんど
無限といってもよい程長いという事実から、急速なむち
打ち運動の行なわれている間材料の両端は固定されてい
るのではないかと思われる。

一方の端はガラス円すいに確かに固定されているが、も
う−力の端は自由末端がなければならぬのに、実際はそ
うではない。

これは、もう−力の末端は既に区域■を通過して延伸を
受ける材料の長さ以上に遠くへ行った、冷却されて硬く
なった繊維の、区域り中で流れの摩擦力により固定され
かつ引かれている状態の物に結ばれているからである。

すなわち硬化した繊維のむち打ち若しくはうねりによっ
て発生するエネルギー（後述の区域■及び■参照）が区
域■における高能率の転伸過程に反映していることか分
かる。

実際の延伸の第ニジエツトノズル直径のわずか数倍の距
離の間において起こり、むち打ちのエネルギーの大部分
はこ＼に集中し、区域■内で消費され、残余のエネルギ
ーは円すいの先端を揺り動かす。

簡単にいうと、区域■の特徴は区域■及び■で発生する
エネルギーの集中的消費によって最終的な細い繊維を引
き出すことである。

区域■ 区域■の長さは第ニジエツトノズル直径の８〜１５倍（
第二尺度）であって、既に硬化した繊維がうずによって
発生されるエネルギーによって激しく続けるようにむち
打ち運動をしながら運ばれて行く領域である。

本発明の重要な特徴の一つは、繊維がきわめて早い段階
に冷却域に入り、そこではもはや延伸が行なわれないこ
とであり、このことは区域■から■への移行に伴って起
こる。

区域■ 区域■は区域■の終点から繊維収集域にかけて無制限に
拡がっている。

繊維か区域■に入るまでには、うす巻きは非常に弱まり
、見分けにくくなっている。

その点から、部分的に回復した気体流が繊維を系外に運
び出す。

区域Ｃの項で述べたように、２個のジェットの混合によ
り生成するトーレーテイング流は、一般に下流に向けて
偏向する。

区域■ではこの偏向が終りに近ずくにつれてガラス繊維
は周辺層に近づき、その結果ガラス入射面からは次第に
遠ざかり、急速に冷却される。

図面によって示される本発明のすべての実施の態様にお
いては、ガラス入射面から遠くにある周辺層の温度は該
入射面に近い層と比較して低い。

これはトーレーション流が第３Ａ、４及び５図の曲がっ
た矢印１２Ｂで示されるように、冷たい大気を少し随伴
するからである。

第３図の実施態様では冷たい大気が随伴されないから、
急速冷却を行なうために他の方法を用いる。

例えば、気体流の温度を担体ジェットの温度よりも低く
することにより区域■におけるガラス温度は熱い第ニジ
エツトに依存して維持し、その後における急速冷却は低
温の気体流によって行なうこともできる。

これに関連して、次きのことを指摘したい。

すなわち、複数個の繊維形成中心を気体流に沿って次ぎ
次ぎと下流に向けて配置しである。

本発明のすべての態様において、与えられたどのような
下流の繊維形成中心に関する区域■及び区域■も上記の
知見に基づいて区域■の温度は繊維形成に充分な程高く
、区域■の温度は繊維の冷却に充分な程低くなるように
配置しなければならない。

このことは第３図の態様においては、どのような下流の
繊維形成中心の入射面からの距離もすぐ上流にある繊維
形成中心の入射面からの距離よりも小さい距離において
繊維化を行なうように配置することによって達成される
。

入射面に近い気体流は高温であるから、上述のように配
置することによって複数個の繊維形成中心が次ぎ次ぎと
下流に向けて配置されているような場合に急速な冷却と
充分な高温との両者を保持することが可能である。

入射面から区域■の初まりまでの距離が、ガラス円すい
の長さに対応することは、区域■、■の項で述べたとお
りである。

カラス円すいの長さは下記のパラメータの関数である：
ノズル引張り速度、ガラス円すいの元の直径、ガラスの
粘度（従ってガラス円すいの温度）、循環流のエネルギ
ージェットと気体流間の単位体積当たりの運動エネルギ
ー比。

一般にジェットの貫通深さが大きい程（第２Ｃ図のＰ）
、ノズル可能な最大引張り速度も太きい。

ノズルの引張り速度は大きいことが望まれるから、貫通
の深さも深い程良い。

燃料の消費を小さくする観点からすると、気体流の厚さ
Ｔ（第２Ｃ図）をなるべく大きくする力が有利である。

またトーレートサれた繊維は急速にトーレート流の熱い
部分から冷たい部分に移した方が有利である。

すべてこれらの因子はジェットの貫通深さを大きくする
ことを妨げる。

上述のように、円すいの長さはその安定性をそこなうこ
となしに最大引張り速度に調節することができるか、多
くの目的に対しては、ジェットが気体流を突き抜けない
ことが望ましい。

それ故、ジェットが気体流を突き抜けない範囲で許容し
得る最大の貫通深さに保つように１゛ることで円すいの
長さの上限は自ら定まる。

以上、トーレーションの各段階を解析しこれを解明しよ
うと努めたか、この解明法が正しいかどうかは、不法の
結果とは何の関係もない。

県木発明を読み人に対して理論を提供することにより、
その理解を深めようとしたに過ぎない。

実際に重要なのは、実際に得られる結果及びこれらの結
果を得るのに必要な条件である。

それ故、以下においては、操作条件、本発明に従って組
立てられる装置及びそれによって得られる結果を重点的
に説明する。

第３図は、複数個の繊維形成中心を有する本発明の態様
を示す図である。

図において、第一ジェット、すなわち、気体流は一般に
羽根付きの矢印１２Ａで示されるか、これは噴出口２４
を通って射出されるか、該噴出口はＢａ ｔ ｔ ｉ
ｇｅ ｌ ｌ ｉの特許４３．５４４，２５４（１９７
０年１２月１日）に述べられている。

気体流は壁２８に対向する径路に沿って走る。

壁２８には複数個の第ニジエツトノズル３２Ａ。

３２Ｂ、３２Ｃが上流から下流にかけてそれぞれ配置さ
れ、また同数のガラス放出ノズル３３Ａ。

３３Ｂ、３３Ｃかある。

第３図には無いが、上流−下流方向以外に流れと交差す
る方向にも、複数個のジェットノズルとガラスノズルを
設けることもでき、その場合には、３２Ａ、３３Ｂ、３
３Ｃ等は単一のノズルで無く、流れに直角な１列のノズ
ル群を表わすと解すれば良い。

各第ニジエツト及びこれに付属するガラス用ノズルはそ
れぞれ独立の繊維形成中心を構成する。

すなわち、ノズル３２Ａから出た第ニジエツトはこれに
直近の気体流と相互作用をして局地化された相互作用域
を生じ、第２図の系列の図面に示される説明を満足する
ような様式で、この中にガラスがノズル３３Ａを通って
導入される。

第３図に示されるような複数個の繊維形成中心において
繊維化が有効に進行するためには、若干の空間的基準が
存在せねばならない。

更に重要な考慮事項の一つは、第ニジエツト用ノズルと
ガラス用ノズルとの間の軸内距離、すなわち、上流−下
流方向の間隔を最小にさせることである。

最良の結果は軸内距離が第ニジエツトノズル直径の１〜
２倍を越えない時に得られる。

重要な空間的基準は、繊維形成中心間の軸間距離に関し
ても存在しなければならない。

２種類の軸間距離か存在し、その一つは側力軸間距離で
あって気体流と交差する方向における繊維形成中心間の
距離であり、もう−力は縦方向軸間距離、すなわち、上
流−下流方向における繊維形成中心間距離である。

側力軸間距離の最小値は第ニジエツトノズル直径の２〜
３倍であるか、縦方向軸間距離の最小値は第ニジエツト
ノズル直径の７〜ＩＯ倍である。

ただし、以下に述べるジグザグ配置においてはこれと異
なる。

気体流の側面に複数個のジェットを横力向に間隔を置い
て配置する時、気体流の寸法ＤＶ（第２Ｃ図）は少しく
減少する。

（例えば、ＤｖがＤＪよりも少しく大きい値からＤＪの
約２倍の値までの範囲内で。

）これはあるジェットの両側に２個のジェットが存在す
るために気体流がこれの周囲に自由に広がることを妨げ
られるからである。

換言すれば、気体流は多数のジェットから成る多数相互
作用域の周囲を通過する際に絞られ且つ局限され、気体
流をこのような形で使用すると予備以上に良い結果が得
られる。

先に第２図及び第２Ｂ図の説明において述べたように、
気体流は繊維形成中心の少しく下流の位置において、は
とんど（完全にではないが）回復する。

観察によれば、気体流が再ひ完全に回復して次ぎの繊維
形成中心と交渉を持つのに充分となるまでに要する流下
の距離は、第ニジエツトノズル直径の約７〜１０倍（第
一尺度）である。

従って、第３図に示す態様においては、上述のように縦
方向軸間距離を第ニジエツトノズル直径の約７〜１０倍
以上に維持しなければならない。

先に区域■の説明で述べたように、第３図の態様におい
ては射出面に近い気体流程高温度であり、各繊維形成中
心に対する区域■から区域■への通過点を、各点と射出
面との距離が漸減するように配置することが、適切な繊
維化温度を維持し且つ必要な冷却条件を維持する上で望
ましい。

更にこのような配置は各繊維形成中心が相互にからみ合
うことを防ぐ上でも有効である。

なぜならば円すいの高さが下流に向かって各繊維形成中
心ごとに漸減するからである。

ガラス円すいの高さは既述のパラメーターの一つ若しく
は若干を変化させることによって減らすことができる。

このようなパラメーターとは、例えば、ノズル引張り速
度を減らすこと、ガラスノズルの大きさを減らすこと、
ガラス円すいの温度を高めること、ジェットの貫通深さ
を減らすこと等である。

気体流は繊維形成中心で−たん乱されると、その抜法し
て完全には回復せず、またその運動エネルギーの一部は
繊維形成中心によって損失を強いられるので、第３図の
装置においては、第ニジエツトの単位体積当たりの運動
エネルギーを各繊維形成中心ごとに漸減させること、す
なわち、ジェットの速度を漸減させることが有利である
ことが発見された。

これは気体流がその源泉から下流に向かって速度を減す
るに応じて、第ニジエツトの単位体積当たりの運動エネ
ルギーと気体流の単位体積当たりの運動エネルギーとの
比を変化させず一定に保つことによって実現し得る。

第３図の態様において、気体流の源泉から余計に離れて
いる繊維形成中心における第ニジエツトの速度はど小さ
くなるようにすることによって、上記の第ニジエツトと
気体往との間の単位体積当たりの運動エネルギー比か必
要な値に保たれている。

しかし、ジェットの速度を漸減すると繊維は次第に粗大
なものが得られ、これは望ましくない。

従って、第３図の態様においては、各繊維形成中心にお
けるノズル引張り速度を上流から下流に向けて次第に小
さく配列することにより、はぼ一様で平均した直径を持
つ繊維を得ることができる。

これを行なうには種々の方法かあるが、例えば、ガラス
ノズルの大きさを減する、ノズルに近いルツボ壁の温度
を下げる等の方法が採られる。

第３図に関する上記と同様の結果は、ジェット速度を上
流から下流に向かって漸減する代わりにジェットノズル
の径を漸減することによっても達成しうる。

更に、上流側と下流側とでジェットの寸法を変えた時に
は、ガラス用ノズルの太きさも上流と下流とで変化させ
ることも可能である。

例えは、２列の繊維形成中心を有する装置において、上
流側の形成中心は２顯直径のジェットを、下流側のそれ
は１．５双直径のジェットを持ち、上流側の形成中心は
１．５顧巾の長孔型ガラスノズルを、下流側の形成中心
は１履巾の長孔型ガラスノズルを持つようにする。

若しジェットノズルの大きさを上述のように上流から下
流に向かって漸減させると、第３図に示すように、ガラ
ス円すいの長さは同様に漸減する。

若しジェットノズルとガラスノズルの両者の大きさを上
流から下流に向って漸減させると、ガラス円すいの長さ
も漸減し、更に、その断面積も漸減する。

気体流の運動エネルギーは繊維形成中心の抵抗によって
次第に小さくなるので、与えられた気体流に対して使用
し得る繊維形成中心の総数には限度がある。

上述のように、第３Ａ図に描かれたノズルは側力に広が
る１列の複数ノズルの１個だけを表わすと考えても良い
。

このような態様においては、各列のノズルをずらして配
列させて、上流側の繊維形成中心か気体流の速度を余り
に減する結果、それに続ぐ形成中心において繊維化が起
こらなくなるようなことを防止することもできる。

先に述べたように相接する繊維形成中心間の許容される
最小距離は、第ニジエツトノズル直径の７〜１０倍であ
るが、若しノズル列かずらされて配列されてあれば、こ
の値を更に小さくすることも可能で、このような場合第
ニジエツトノズル直径の約４〜５倍まで減少させること
ができる。

複数個の繊維形成中心から成る列の多数を含む系におい
ては、単一の繊維形成中心からトーレーションを行なう
場合に適用される一般的操作条件以外に、多重列から成
る系だけで適用される一般法則をも考慮しなければなら
ない。

この点に関しては先に述べた一般的法則を拡張して次ぎ
のことを述べなければならない。

すなわち、気体流の方向に対して直角に配列されている
繊維形成中心の隣同志を距でる軸間距離は、第ニジエツ
トノズル直径の少なくとも２〜３倍であることが望まし
く、−力気体流の方向に沿って配列されている繊維形成
中心間の軸間距離は、第ニジエツトノズル直径の少なく
とも７〜１０倍でなければならない。

単一の気体流に対して設置される繊維形成中心の列の数
は、最も下流に位置する繊維形成中心の場所で気体流が
持っている残留エネルギーによって定まる。

いずれの繊維形成中心においても、担体ジェットの単位
体積当たりの運動エネルギーと気体流の実効面積のそれ
との比が同一に保たれることが望ましい。

第一、第二の両ジェットに対しては広い範囲の速度値に
用いることかできるが、第一ジェットの単位体積当たり
の運動エネルギーを第一ジェットのそれよりも太きぐす
ることか必要である。

第ニジエツトの単位体積当たりの運動エネルギーと第一
ジェットのそれとの比の値は、１まりもや＼大きな値か
ら４０／１まで変化させることか可能であるが、好まし
くは４／１と２５／１の間である。

第ニジエツトと第一ジェットの間に、必要な相互作用を
維持する場合、第ニジエツトと気体流の速度あるいは両
者のなす角度を変化させ得ることは既に述べた。

担体ジェットの気体流に対する、あるいは、ジェットの
入射面に対する角度は垂直の位置から初まって可成り広
範に変化させることができる。

例えば、担体ジェットは気体流に対し例えば４５″まで
の角度をなして入射されても良い。

担体ジェットは気体流に関して下流方向に傾けて入射さ
れても良く、その場合の角度は垂直ないし４５−ある。

担体ジェットはほぼ垂直の径路を通って気体流中に流入
する力）、あるいは、わずかに下流に向けて傾斜させて
流入するのか望ましいが、下流に向けてわずかに入射す
る方法は、多数の繊維形成中心か上流から下流に力）け
て相互に配置１ルているような配置では特に好ましい。

担体ジェットのノズル−の大きさに関しては、これが前
述のガラス用ノズルの大きさ、すなわち、約１〜３ｗ／
ｌとほぼ同一であることか望ましい。

ガラスはノズルから上流に向けて広い範囲の角度をなし
て導入されることができる。

この因子はそれ程重要なものではない。

なぜならば担体ジェットと気体流との相互作用力か決定
的作用を持ち、ガラスは何ら運動エネルギーを持たずに
ノズルから放出されるからである。

更に気体流の流速を変えることにより結果を調節するこ
ともできる。

また各側のノズルはジグザグ状であるから、繊維形成中
心の密度を太きくして各列間の軸間距離を第ニジエツト
ノズル直径の約５倍程度にまで縮めることも可能である
。

各列の繊維形成中心においては気体流からかなりの量の
エネルギーが引出されるので、次ぎの列の繊維形成中心
が入手できるエネルギーはそれに比例して小さくなる。

その結果、下流に向けて配置し得る繊維形成中心の列の
有効数には限度がある。

現在ガラスに対して用いられている装置では、この上限
値は４〜５列である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一つの系の主要な構成単位を図示
した略図、第２図はトーレーションにおいて典形的な気
体及びガラスの流動の模様を示す側面図、第２Ａ図は第
２図の相互作用域を拡大して示す斜視図、第２Ｂ図は第
２Ａ図に示される相互作用域の一部切断正面図、第２Ｃ
図は第２Ａ図におけるガラスを省略して気体の流れを示
す略図風斜視図、第３図は複数個の繊維形成中心が気体
流の一側に同様に配置されている本発明の実施例を示す
部分断面図である。 １０・・・・・・ジェット及びガラス、１２・・・・・
・射出板；気体流、１４・・・・・・ノズル、１５・・
・・・・第ニジエツト、１６・・・・・・ノズル、１７
・・・・・・溶融ガラス、１８・・・・・・うす流、 ３０゜ ３２・・・・・・第ニジエツトノズル、 ３１．３３・・・・・・ガラス用ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細くすることのできる材料、特に、溶融ガラスから
   繊維を製造するための方法においである横断面積寸法及
   びある量の単位容積当たりの運動エネルギーを有してい
   る気体流をある一つの方向に生成することと ガス気体流に対して直角方向に、それぞれがガス気体流
   の横断面積寸法及び単位容積当たりの運動エネルギーよ
   りも、より小さな横断面積寸法及びより大きな単位容積
   当たりの運動エネルギーを有している多数のガスジェッ
   トを作り各ガスジェットがガス気体流との相互作用域を
   生成するようにすることと ガス気体流の流れに対してガスジェットの下流において
   各相互作用域の中に細くすることのできる状態にある材
   料を供給することと から成立つことを特徴とする方法。 ２ 細くすることのできる材料、特に、溶融ガラスから
   繊維を製造するための装置においてガス気体流を生成す
   るために出口オリフィスを有している手段と ガス気体流に対して直角方向に、それぞれがガス気体流
   の出口オリフィスよりもより小さなジエ゛ノド吐出しオ
   リフィスを設けられている多数のガスジェットを生成す
   るための手段と ガスジェット吐出しオリフィスの近くに且つガス気体流
   の下流に置かれている材料供給オリフィスを有している
   細くすることのできる材料のための供給源と から成立っており、各ガスジェット吐出しオリフィスと
   、各材料供給オリフィスとが１組となり、多数のこれら
   の組がガス気体流に沿って相互に上流及び下流に間隔を
   置かれて配置されていることを特徴とする装置。