JPS607042B2 - 粘稠物質から繊維を形成するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大占鋼物質からの繊維の製造、特に該物質に施
回する気体流を作用せしめて該物質の繊維を製造する方
法に於て使用する気体流ノズルの配置に関する。

熱軟化性物質を細くして繊維とする方法として近年いわ
ゆる施回ガスジェット法が提案された。

当該法の内容は熱軟化性物質の円柱状流にその進行方向
横断面外周の接線方向成分を有するガス流を溶融物が、
横方向に変位するのを妨げるように接触させながら、該
物質を高速で旋回させ、細められた糸状物質を遠心力に
よって、引き出す方法で、従釆のブロー法（又は火炎法
）、ロータリー法（又は遠心法）などに比し、生産効率
、製品品質などが極めて、有利であることが明らかとな
ってきている。旋回ガスジェット法は、特許出願椿藤昭
５０一１０１６１８号明細書（昭和５ぴ牢８月２０日出
機）特公昭斑−５７３７４号に述べられているように、
熱軟化怪物費たとえばガラスの溶融物を連続的に流出さ
せること、および流出した溶融物の進行に沿う第１の区
域において溶融物に対してその横断面外周の接線方向成
分と溶融物の進行方向に向かって溶融物の中心軸線に接
近しそして離れていく成分を有する気体流を、溶融物が
横方向に変位するのを妨げるように接触させて、溶融物
を限定された位置に閉じ込めながら溶融物の進行方向の
中心軸のまわりに回転させることからなり、それによっ
て前記第１区域から溶融物進行に沿って続く第２区域に
おいて、主として前記回転の力の慣性にもとづく回転に
よる遠心力によって溶融物を横方向に向かって飛び出さ
せ、そしてその飛び出し方向を中心軸からみた円周方向
でかつ前記回転と同じ向きに回動させて、溶融物から熱
軟化性物質の繊維を連続的に引き出すことを特徴とする
熱軟化性物質の繊維の製造方法である。旋回ガスジェツ
ト法においては、上に記した様に溶融物を旋回させつつ
、遠心力によって引き出した後上記の旋回用気体流自身
でさらに延伸させ細い繊維とすることがあるが、さらに
延伸用気体流を別途作用させるとさらに細い繊維が得ら
れる。

しかしながらこの場合には気体流の量が多くなるため生
産効率はやや悪くなる。本発明は旋回用の気体流自身で
延伸気体流の役割をもなさしめ、効率よく細い繊維を得
る装置を提供するものである。

本発明の要旨とするところは粘鋼物質を流出ノズルを通
して連続的に流出せしめるための、流出ノズルを有する
容器および、流出せしめられた該物質に、該物質の横断
面の接線方向の成分と、該物質の流出方向に向って先ず
該物質の中心軸線に漸次接近し次に該中心軸線から漸次
離れる方向の成分とを有する、該物質の回りに局方向に
間隔を置いて配置された４本又はそれ以上の実質上直線
状の高速気体流を射出せしめ、これによって、該物質の
流出開始部から該気体流が該物質の中心鍬線に最も近接
する部分までの第１の領域において、該溶融物をその中
心軸線の回りに回転せしめると共に、その流出方向に向
って断面が漸次減少する実質上円錐形状にせしめ、そし
て該第１の領域に続く第２の領域にて、該物質を、該円
錐形状の先端部から繊維状にせしめて、該流出方向及び
半径方向外方にうずまき状に飛び出させる気体射出手段
を具備している、粘鋼物質から繊維を形成４するための
装置であって、該気体射出手段が該流出ノズルの周りに
周万向に間隔を置いて配置され、直線状の高速気体流を
射出する、すくなくとも４本の射出ノズルを含んでおり
、該射出ノズルが、該流出ノズルから連続的に流出せし
められる該物質の中心軸線を回転対称軸線として回転対
称に配置されかつ隣接する射出ノズル間の角度のすくな
くとも２つが９５０〜１３５０になるように配置されて
いる、粘鋼物質から繊維を形成するための装魔である。

次に本発明を図面を用いてさらに詳しく説明しよう。第
１図において、熱軟化性物質の溶融物または粘縄物質の
３を容器または溶融るつぼ１０の溶融物流出ノズルまた
は粘鋼物質流出ノズル１から流出または放出させる。

次に流出した溶融物または粘鋼物質３の進行に沿う第１
の区域１１で、溶融物３に対して気体流ノズル２から出
た膨張気体流４を接触させる。この膨張気体流４は進行
する溶融物３の中心軸を横断する断面の外周の接線方向
成分と、溶融物の進行方向成分とを有するもので溶融物
が第１の区域１１内で外力によって横方向に変位するこ
とを妨げるようなものでなければならない。

この気体流は単一の方向にのみ気体を噴出させる気体流
ノズルを用いる場合には〜 ３個またはそれ以上の個数
の気体流ノズルを配置させる必要がある。

もし溶融物に対して、それを横方向に変位させようとす
る外力が作用しても、気体流が溶融物のまわりに壁を形
成するので溶融物の横方向の変位は阻止され、溶融物は
限定された位置に閉じ込められる。

この気体流は進行する溶融物の中心軸に垂直な横断面の
外周に対する接線方向成分を有し、溶融物の進行に沿っ
て中心軸に近づき次いで遠くなるような成分を有するこ
とが好ましい。

というのは両成分を有する気体はその進行方向に沿って
互に干渉しあうことがより少なくなり、かつより多くの
溶融物表面に接触するので、溶融物の円錐形いわゆるコ
ーン５を形成する第１の区域での溶融物の好ましくない
横方向の変位をより能率的に妨げることができる。この
様な気体流を溶融物に接触させると、溶融物は気体流に
よってある限定された位置に閉じ込められ溶融物はその
表面と気体流との摩擦によって溶融物の進行方向の中心
軸のまわりに回転させられる。

溶融物は溶融物ノズルから流出後に第１の区域１１にお
いて気体流によってその断面直径は溶融物の進行に伴っ
て次第に小さく、いわゆる円錐形状となる。そして溶融
物の回転角速度は溶融物の進行に伴って次第に増大する
。

上記接線方向および溶融物の進行方向に沿って中心軸に
近づく方向の両方向成分を有する気体流を溶融物に接触
させると、溶融物は第１の区域内で限定された位置に閉
じ込められた状態で最も安定した円錐形状いわゆるコー
ン５を形成する。

前記第１の区域よりも溶融物進行の下手の第２の区域１
２において溶融物は気体流の力によってさらに回転力を
増して回転する。そして第２の区域では溶融物を円錐形
状に保持しようとする気体流の力は少なくなり気体流は
溶融物の中○軸から離れるように拡がる。従ってそこに
おける熔融物は気流によって閉じ込められることなく、
その回転による遠心力によって中心軸から半径方向に向
かって飛びだす。

この飛び出しの方向は前記中心軸からみた円周方向でか
つ溶融物の回転の向きに回動する。気体流は溶融物の中
心軸に垂直な横断面の外周に対する接線方向だけでなく
、溶融物の進行に沿って、中心軸に近づきそして遠のく
ような成分をも有しているので、第２の区域１２に対・
て中心軸から半径方向に飛び出そうとする糸状の溶融物
（以下一次繊維と呼ぶ）は中心軸から遠ギかる気体流に
再び入り込み延伸され下手方向へ持ち去られ細かい繊維
となる。

少なくとも３本の直線状高速気体流を射出することによ
って、上記の第１の領域１１にて、流出熔融物の円錐形
状５を溶融物中心軸線の回りに所望の通りに回転せしめ
るには、高速気体流、従って射出ノズル２を、上詑中心
軸線を回転対称軸線として回転対称に配置することが重
要である。

従って、３本の射出ノズル２を用いる場合には、第１図
に示すように、３本の射出ノズル２を等間隔に（従って
各射出ノズル間の角度は１２０９）配置することが重要
である。しかしながら、３以上の数の射出ノズル２を用
いる場合には「上記第２の領域１２にて繊維状に飛び出
す溶融物ぁを効果的に延伸するために、溶融物の中心軸
線を回転対称軸線として回転対称ではあるが、等間隔に
配置せず、隣接する射出ノズル２間の角度の少なくとも
２つが９５０〜１３５ｏになるように配置するのが好ま
しいことが分った。例えば、４本の射出ノズル２を用い
る場合には、第２図に図示するように、２つの角度■，
が９５ｏ〜１３５ｏ（従って他の２つの角度■２が４５
０〜８５ｏ）になるように「また６本の射出ノズル２を
用いる場合には、第３図に図示するように、３つの（又
は２つの）角度■，が９５ｏ〜１３５０になるように配
置するのが好ましい。

ただし第２図および第３図においては、図面を明確にす
るためにト射出ノズル２の出口孔２ａのみが図示されて
いる。この理由は、次の通りに考えられる。

第２の領域１２にて繊維状になって飛び出す溶融物５と
高速気体流４と図示的に示す第４図を参照して説明する
と、第１の領域１１の円錐形状５の先端から飛び出した
繊維状溶融物５ａのある時刻に於ける状態をｔｏ，△ｔ
秒後の状態をｔ，，２△ｔ秒後の状態をら，・・・とす
ると、第４図に示す通りになると思われる。

繊維状溶融物５ａは、気体流４の一つに入る前にそれ自
体が有する回転慣性力によって半径方向に進行し「気体
流の一つに入る際には、ちで示すように、その先端が気
体流４の中心軸線よりも外方の方に位置し、これに続く
部分が気体流４を横切る。一方、気体流４は、その中心
にて最も高速であり、中心から遠ざかるにつれて低速で
ある。それ故に、気体流４を横切る繊維状溶融物５ａは
、気体流４の中心に位置する部分が最も大きな速度の気
体流の作用を受けて最も大きく下方に進めうれ、気体流
の中心から半径方向に離れた部分はこれより低速の気体
流の作用を受けてより少なく下方に進められる。従って
、気体流４に入ってこれを横切る繊維状溶融物５ａは、
気体流４の中心に入った部分が最も大きく下方に進めら
れ、この部分よりも先方の部分及びこの部分よりも後方
の部分がそれより少なく下方に進められると言う変位差
を受け、この変位差によって延伸されることとなる。こ
のことは、６△ｔ秒後に気体流４の一つを通過し、次の
気体流４に入った時にも同様である。従って、円錐形状
５の先端から飛び出した繊維状溶融物５ａは、第５図に
図示的に示す通りの軌跡を描いて進んで行くと考えられ
る。ところが、隣接する気体流の間の角度、従って隣接
する射出ノズル間の角度が９５Ｑ以下であると、気体流
の一つを通過した繊維状溶融物５ａが次の気体流に入る
までに半径方向外方に充分な距離に渡って前進すること
ができず、従って次の気体流に入った時に繊維状溶融物
５ａの先端が気体流の中心よりも内側になり、繊維状溶
融物５ａが気体流を充分に横切った状態にならず、繊維
状熔融物５ａの先端部のみが気体流内に部分的に進入し
た状態になる。

それ故に「繊維状溶融物５ａが上記の通りの変位差を充
分に受けることができず、充分に延伸され得ない。一方
、上記の角度が１３５０以上になるとト上記第１の領域
１１にて、気体流４が溶融物を円錐形状５にせしめてこ
れを良好に回転せしめることができなくなる傾向がある
。

本発明によって少量の気体流で効率よく細かい溶融物繊
維を得ることが出来るようになった。

次に本発明を実施するための気体流ノズル形状および配
置について実施例を用いてさらに詳しく説明しよう。第
６図において、溶融るつぼ１０の下面に設けた溶融物ノ
ズル１を中心にスベーサーリング７を介して、気体流ノ
ズルリング６が取付けられている。

気体流ノズル６はリング状の中空室８を有し、単一方向
にのみ気体流を噴出させる４本または６本の気体流ノズ
ル２の一端は譲りング状の中空室８に繋がり、他端は熔
融物ノズルの先端より溶融物の進行方向下手に位置し各
気体流ノズル２は、溶融物ノズル１を取り囲んでいる。
第７図および第８図はそれぞれ底面図を示しており、気
体流ノズルの本数及びその内蓬が異っている。＠，及び
■２ は隣り合う気体流ノズルとノズルとの各ノズル中
心軸間の角度である。溶融物ノズルの内径の最小径を２
側としたとき、■，及び■２又「気体流ノズルの内径ｄ
を次の様にし溶融物としてはガラス、気体流としては冷
空気を用いてテストした結果は表に示す通りであった。
但し、各テストともガラス温度１２５０℃（ガラス粘度
度８０ボアズ）気体流圧力８＆／めでおこなった。

但し、各テストともガラス温度１２５０００（ガラス粘
度８０ポアズ）気体流圧力８ｋ９ノめでおこなった。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の旋回ガスジェット法におけるノズ
ル部の垂直断面図および底面図、第２図および第３図は
本発明の実施例を示す底面図、第４図および第５図は本
発明を説明するための模型図、第６図は本発明の実施例
を示す垂直断面図、第７図および第８図は本発明の実施
例を示す底面図である。 １…・・・溶融物流出ノズル、２…・・・気体流射出ノ
ズル、１０・…・・溶融るつぼ。 オｉ図−の オー図〆 汁２図 オ３図 オ４図 才５図 才６図 オ７図 うｒ８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粘稠物質を流出ノズルを通して連続的に流出せしめ
   るための、流出ノズルを有する容器および、流出せしめ
   られた該物質に、該物質の横断面の接線方向の成分と、
   該物質の流出方向に向ってまず該物質の中心軸線に漸次
   接近し次に該中心軸線から漸次離れる方向の成分とを有
   する、該物質の回りに周方向に間隔を置いて配置された
   ４本又はそれ以上の実質上直線状の高速気体流を射出せ
   しめ、これによって、該物質の流出開始部から該気体流
   が該物質の中心軸線に最も近接する部分までの第１の領
   域において、該溶融物をその中心軸線の回りに回転せし
   めると共に、その流出方向に向って断面が漸次減少する
   実質上円錐形状にせしめ、そして該第１の領域に続く第
   ２の領域にて、該物質を、該円錐形状の先端部から繊維
   状にせしめて、該流出方向及び半径方向にうずまき状に
   飛び出させる気体射出手段を具備している、粘稠物質か
   ら繊維を形成するための装置であって、該気体射出手段
   が該流出ノズルの周りに周方向に間隔を置いて配置され
   、直線状の高速気体流を射出する、すくなくとも４本の
   射出ノズルを含んでおり、該射出ノズルが、該流出ノズ
   ルから連続的に流出せしめられる該物質の中心軸線を回
   転対称軸線として回転対称に配置されかつ隣接する射出
   ノズル間の角度のすくなくとも２つが９５°〜１３５°
   になるように配置されている、粘稠物質から繊維を形成
   するための装置。