JPS6238020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱軟化性物質から繊維を製造するため
の装置において用いられる、溶融した熱軟化性物
質吐出用ノズルに関する。

更に詳しくは、溶融した熱軟化性物質を吐出す
るためのオリフイスと該オリフイスの周囲近傍に
設けられたガス噴出オリフイスと更に該ガス噴出
オリフイスにガスを供給するための通路とを備え
ている全体として長く延びた構造のノズルであつ
て、長手方向に通電発熱せしめた際、長手方向で
発熱量が異なり、それによつて長手方向における
温度差が好ましく制御される熱軟化性物質吐出用
ノズルに関する。

従来、溶融した熱軟化性物質をオリフイスから
吐出し、該オリフイスの周囲近傍に設けられたガ
ス噴出オリフイスからガスジエツトを噴出させて
吐出された熱軟化性物質にあて、該溶融した熱軟
化性物質を細繊化する方法および装置がいくつか
知られている（例えば、特公昭52−43932号公報
に記載された“トル（TOR）”法あるいは特開昭
52−25113号および米国特許第4135903号明細書に
記載されたいわゆる“ロータリーガスジエツト”
法等参照）。

これらの装置では、吐出された溶融した熱軟化
性物質に対しガスジエツトによる細繊化のための
有効な運動量を与えるために、該ガスジエツトを
噴出するためのオリフイスを溶融した熱軟化性物
質吐出用オリフイスの近傍に設け、更に繊維の生
産量を上げるため該熱軟化性物質吐出用オリフイ
スとガス噴出オリフイスとを多数有するノズルを
用いることが有利である。

しかるに、ノズルの工作上あるいは細繊化操作
上の便から、これらのオリフイスを列状に配置せ
しめた、それ故全体として長く伸びた構造を有し
且つ、そのノズルの長さ方向に沿つて各オリフイ
スに連絡する共通のガス流通路が設けられている
ノズルが好ましく用いられる。これらのノズルは
実際の細繊化操作にあたつて、熱軟化性物質を溶
融するポツトの下部に取外し可能に又は１体に取
付けられ、そして充分な温度に保持すべく通電に
より加熱されることが多い。しかしながら、これ
らのノズルは、長く伸びた構造を有しており、ま
た、その内を流れてガス噴出オリフイスに供給さ
れるガス（このガスの温度は一般に熱軟化性物質
の溶融温度よりも低い）によつて熱を奪われるた
め、特にガス流通路のガスの流入する流入口近傍
では奪われる熱量が大きくなり、ノズルの長手方
向に大きな温度差を生じる欠点があつた。

しかして、本発明者はこのような熱軟化性物質
から繊維を製造するために用いられる多数のオリ
フイスを列状に備えた長く伸びた構造のノズルの
持つ上記の如き欠点を解決すべく研究を行つた結
果、ノズルの長手方向に直角方向のノズルの断面
積をノズルの長手方向に漸次変化させ、ガス通路
へのガス流入口から次第に離れる方向に漸次該断
面積を増加せしめることにより、該ガス流入口近
傍の発熱量を最も大きくしそれによつてノズルの
長手方向の温度差を最小限に制御し得ることを究
明し本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、熱軟化性物質から繊維を
製造するための装置において用いられるノズルで
あつて、溶融した熱軟化性物質を吐出するための
複数個のオリフイス、該複数個のオリフイスの個
個のオリフイスの近傍に設けられたガス噴出オリ
フイスおよび該ガス噴出オリフイスにガスを供給
するためのガス流通路とを備えており、該溶融し
た熱軟化性物質を吐出するための複数個のオリフ
イスは列状に配置せしめられそれ故ノズルは全体
として長く伸びた構造をなしており、且つ該通路
はノズルの長手方向に沿つて伸びており、そして
該通路のガス流入口から該ガス流入口から離れる
方向に向つてノズルの長手方向に直角方向の断面
積が漸次増加しており、それによつて長手方向の
両端から該ノズルを通電発熱せしめた際、該通路
のガス流入口から該ガス流入口から離れる方向に
向つて通電発熱量が次第に減少する、ことを特徴
とする溶融した熱軟化性物質吐出用ノズルであ
る。

添付図面により本発明の熱軟化性物質吐出用ノ
ズルを説明する。

添付図面の第１図は、本発明の熱軟化性物質吐
出用ノズルの概略図を示している。第１ａ図は全
体斜視図であり、第１ｂ図は長手方向に直角方向
の端部近傍の断面図であり、第１ｃ図は長手方向
に直角方向の中央部近傍の断面図である。

第１ａ図において、熱軟化性物質の溶融ポツト
１１の下部に取付けられている（取外し可能に又
は１体として）本発明の熱軟化性物質吐出用ノズ
ル１は溶融ポツト１１から供給される溶融した熱
軟化性物質をオリフイス２を通じて出口３より吐
出すると同時に、ガス導入口５，５′から部屋
７，７′を経てノズル１の下壁に穿された導管
８，８′に導かれたガスをガス噴出オリフイス
９，９′からジエツトガスとして噴出せしめる。
オリフイス２の出口３から吐出された溶融した熱
軟化性物質は、ガス噴出オリフイス９，９′から
噴出されたジエツトガスと衝突して強く引き伸ば
され細繊化される。ノズル１は、ターミナル１
０，１０′を通じてその両端から通電され熱軟化
性物質の溶融温度以上の温度に加熱されている。

第１ａ図において、本発明の熱軟化性物質吐出
用ノズル１は、長手方向の両端部からガスを供給
されており、それ故、該ガスにより奪われる両端
部における熱量は中央部における熱量よりも大き
くなるため、ノズルの両端部における側壁１２の
厚さがノズルの中央部における側壁１３の厚さよ
りも薄くされ、ノズルの両端部における通電有効
面積を小さくすることにより電気抵抗を大として
両端部における発熱量が大きくなるように設計さ
れている。第１ｂ図および第１ｃ図に示された本
発明のノズルの断面図によれば、第１ａ図におけ
る本発明のノズルが両端部で通電有効面積が小さ
く中央部で通電有効面積が大きくなつていること
がはつきりわかる。本発明のノズルはこのように
ノズルの長手方向に漸次断面積が変化している。
第１図における本発明のノズルは、長手方向に15
個の溶融した熱軟化性物質吐出用オリフイスが１
列に並んでいる態様を示しているが、本発明のノ
ズルはこのようなオリフイスの数は制限はなくま
たそれらのオリフイスが１列である必要もなく複
数列であつてもよい。このことは、本発明のノズ
ルの最大の特徴が上述したとおり、ガスにより奪
われる熱量を補償すべく、長手方向へ断面積を変
化させ通電による発熱量を漸次変化させることに
あり、明らかにオリフイスの数やオリフイスの列
の数に無関係であることから理解される。

第１ｂ図および第１ｃ図の対比から、第１図の
本発明のノズルは、溶融熱軟化性物質吐出用オリ
フイス並びにガス流通路およびガス噴出オリフイ
スを有するノズルの底辺の肉厚が殆んど等しいこ
とがわかる。

本発明のノズルは長手方向の断面積を変化させ
るために、このように、ノズルの底辺の肉厚を等
しくするかあるいは殆んど等しくし、そして側壁
の肉厚を変えたものとすることが好ましい。この
ような本発明のノズルではノズルの底辺に設けら
れる溶融した熱軟化性物質吐出用オリフイスおよ
びガス噴出オリフイスのオリフイス長をノズルの
長手方向全体にわたつて等しくするかあるいは殆
んど等しくすることができ、それ故、ノズルの工
作上好ましいだけでなく、溶融した熱軟化性物質
の吐出およびガスジエツトの噴出を安定して行な
える利点がある。しかしながら、本発明のノズル
がこのような底辺の肉厚が等しいものに限定され
ないことは理解できるであろう。

本発明のノズルは、上記したとおりノズルの長
手方向に直角方向の断面積が漸次変化している。
第１ａ図のノズルでは、ノズルの通路８，８′に
導かれるガスがノズルの両端部に設けられたガス
導入口５，５′を通して導かれ、そしてノズルの
断面積はノズルの両端部から中央部へ向うにつれ
て次第に増加している。

本発明のノズルは、ノズルの長手方向にノズル
内に設けられているガス通路８，８′中に、一般
に熱軟化性物質例えばガラスの溶融温度より低い
ガスが導かれるために、このガスによつて熱量を
奪われる。ガスはガス通路に導かれガス噴出オリ
フイスから噴出されるまでノズルから熱を奪い次
第に温度が上昇する。それ故、ノズルからガスが
奪う熱量はガスがガス通路に導入された箇処で最
も大きく、そこから遠ざかるにつれて次第に小さ
くなる。

本発明のノズルは、それ故、第１ａ図に示すよ
うにノズルの長手方向の中心部の断面積が最大と
なつているものに限られず、ガスがガス通路に導
かれる方向に合せて、断面積が漸次変化している
ものである。例えば、第１ａ図に示したようなノ
ズルの他に、本発明のノズルとして次のようなも
のをあげることができる。

第１ａ図に示したような型のノズルであるが、
ガス通路８，８′の一方の端部例えば図の左側の
端部は閉塞されており、それ故ガスが他方の端部
のガス導入口５′からのみ導入されるようにされ
たノズル。このようなノズルでは、ノズルの長手
方向の断面積は、ガスが流入する一方の端部から
他方の端部に向つて漸次増加しているものとな
る。

また、ノズルの長手方向の中央部にガス導入口
を備えているものを用いることもでき、このよう
なノズルは長手方向中央部の断面積が最も小さ
く、両端部において最も大きいものとなる。

溶融した熱軟化性物質を吐出するための複数個
のオリフイス、該複数個のオリフイスの個々のオ
リフイスの近傍に設けられたガス噴出オリフイス
および該ガス噴出オリフイスにガスを供給するた
めのガス流通路とを備え、該複数個のオリフイス
が列状に配置せしめられているが故に全体として
長く伸びた構造の本発明のノズルにおいて、ガス
流通路にガスを導入するガス流入口を長手方向の
いずれかの箇処に設けるかおよびその場合長手方
向の断面積をどのように変化させるかは上記説明
から容易に実施し得よう。本発明のノズルは、こ
のようなガス流入口の位置に無関係に、且つガス
流入口の位置において断面積が最も小さくそして
そこから離れるにつれて断面積が漸次大きくなつ
ているノズルを包含する。

本発明のノズルを用いて熱軟化性物質であるガ
ラスからガラス繊維を製造する場合について、本
発明のノズルを更に詳細に説明する。

ノズルは、例えば白金、ロジウム、パラジウ
ム、インジウム、鉄、ニツケル、クロム、マンガ
ンあるいはこれらの合金等の材質、好ましくは白
金、ロジウム、パラジウムの如き貴金属材質から
成つている。溶融したガラスを吐出するノズルの
間隔（ピツチ）は通常2.5〜10mm好ましくは５〜
７mmである。

第１図に示したノズルの両端からガスが導入さ
れる型のノズルでは、ノズルの長手方向の長さに
よつても若干異なるが通常好ましくは用いられる
200〜400mm程度の長さのものでは、ノズル中央部
における断面積が両端部の断面積の約1.1〜３倍
好ましくは約1.2〜２倍とされる。

ガラスの溶融温度はガラスの組成によりもちろ
ん変動するが、例えばガラス吐出オリフイスにお
ける溶融ガラス温度が通常1200〜1400℃であるの
に対し、ノズルに導入されるガスの温度はガス発
生機器あるいは配管の耐熱性による限度から、せ
いぜい上限が1000℃程度であり、それ故好ましく
は約500〜約900℃とされる。

かくして、本発明の熱軟化性物質吐出用ノズル
を用いれば、ノズルに導入されるガスにより持ち
去られる熱量が、ガス流入口の位置する部位から
それから離れる方向に向つて漸次断面積が増加し
ていることにより面端部から通電加熱された際、
ガス流入口の位置する部位で発熱量が最も大きく
そこから離れる方向で次第に発熱量が小さくなる
ため、ノズル全体を均一な温度に維持することが
可能となつた。

それ故、本発明のノズルによれば、ノズルの各
熱軟化性物質吐出用オリフイスから吐出される熱
軟化性物質流量および温度を均一に保持すること
ができ、且つ品質の向上した熱軟化性物質の繊維
が得られる。

また、ノズルの熱軟化性物質吐出用オリフイス
の全てを最適の温度条件下に維持し得るため、ガ
ス噴出オリフイスから噴出されるガス圧を、従来
のノズルに比較して約１割程度低下させても、同
じ程度の生産性を得ることができる。

更に、従来のノズルでは長手方向の長さを長く
するほど長手方向の温度が不均一となりそれ故自
ずから長さに制限があつたが、本発明のノズルに
よれば、長手方向のノズルの温度を均一に維持す
ることができそれ故オリフイスの数を増加させて
大型化し、１つの繊維化装置当りの生産性をあげ
ることが可能となつた。

本発明のノズルにより繊維化される熱軟化性物
質としては、ガラスの他、オリオレフインしに他
の熱可塑性樹脂等をあげることができるが、本発
明のノズルは特にガラスの細繊化のため好ましく
用いられる。

また、本発明のノズルは、トル法あるいはロー
タリーガスジエツト法等に用いられ、また短繊維
の製造に限らず長繊維の製造にも用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の熱軟化性物質吐出用ノズル
の概略全体斜視図である。第１ｂ図は第１ａ図の
ノズルの、長手方向に直角方向の端部近傍の断面
図であり、第１ｃ図は同じく長手方向に直角方向
の中央部近傍の断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱軟化性物質から繊維を製造するための装置
   において用いられるノズルであつて、溶融した熱
   軟化性物質を吐出するための複数個のオリフイ
   ス、該複数個のオリフイスの個々のオリフイスの
   近傍に設けられたガス噴出オリフイスおよび該ガ
   ス噴出オリフイスにガスを供給するためのガス流
   通路とを備えており、該溶融した熱軟化性物質を
   吐出するための複数個のオリフイスは列状に配置
   せしめられそれ故ノズルは全体として長く伸びた
   構造をなしており且つ該通路はノズルの長手方向
   に沿つて伸びており、そして該通路のガス流入口
   から該ガス流入口から離れる方向に向つてノズル
   の長手方向に直角方向の断面積が漸次増加してお
   り、それによつて長手方向の両端から該ノズルを
   通電発熱せしめた際、該通路のガス流入口から該
   ガス流入口から離れる方向に向つて通電発熱量が
   次第に減少する、ことを特徴とする溶融した熱軟
   化性物質吐出用ノズル。