JP2590331B2 - 直状繊維の製造方法 - Google Patents
直状繊維の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/06—Manufacture of glass fibres or filaments by blasting or blowing molten glass, e.g. for making staple fibres
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱軟化性物質に旋回するガスジェットを作用
せしめて該物質の直状繊維を製造するための方法に関す
る。
せしめて該物質の直状繊維を製造するための方法に関す
る。
［従来の技術］ ガラスやピッチなどの熱軟化性物質を細くして繊維化
する方法としていわゆる旋回ガスジェット法が提案され
た（例えば特公昭57−17855号、特公昭58−57374号な
ど）。本法は熱軟化性物質の溶融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来のブロー法（火炎法）や遠心法な
どに比し生産効率、製品々質などできわめて有利である
ことが明らかとなって来ている。
する方法としていわゆる旋回ガスジェット法が提案され
た（例えば特公昭57−17855号、特公昭58−57374号な
ど）。本法は熱軟化性物質の溶融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来のブロー法（火炎法）や遠心法な
どに比し生産効率、製品々質などできわめて有利である
ことが明らかとなって来ている。
旋回ガスジェット法は、より詳細に述べると、熱軟化
性物質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
ず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転させて、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。
性物質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
ず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転させて、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。
該方法に於ては熱軟化性物質の溶融円柱状流に対して
該溶融物の進行方向と同一方向成分と該溶融物の進行方
向中心軸のまわりの回転成分とを合わせもつ気体流を溶
融物流れの上流である第１の区域において該溶融物に近
づくように第２の区域においては遠ざかるように作用せ
しめている。
該溶融物の進行方向と同一方向成分と該溶融物の進行方
向中心軸のまわりの回転成分とを合わせもつ気体流を溶
融物流れの上流である第１の区域において該溶融物に近
づくように第２の区域においては遠ざかるように作用せ
しめている。
このような装置は、例えば第１図および第２図に模式
的に示されている。第２図は繊維化装置の部分底面図で
あり、第１図は第２図におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図で
ある。
的に示されている。第２図は繊維化装置の部分底面図で
あり、第１図は第２図におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図で
ある。
溶融された繊維化装置１に流入した溶融ガラス等の熱
軟化性物質２は、流出ノズル３から流出し、リング状マ
ニホールドを経てガス噴出口４から噴出した高温・高圧
ガスジェットの作用を受けて円錐（コーン）５を形成
し、組織化されて繊維６となる。流出ノズル３から流出
した溶融円柱状流に対してその横断面外周の接線方向を
わずかに有し、溶融熱軟化性物質が横方向に変位するの
を妨げるように接触させて、溶融熱軟化性物質を限定さ
れた位置に閉じ込めながら溶融熱軟化性物質を進行方向
の中心軸のまわりに回転させるジェット流によって、溶
融熱軟化性物質は回転力の慣性に基く遠心力を得て、横
方向に飛び出し、前記円錐を形成する。
軟化性物質２は、流出ノズル３から流出し、リング状マ
ニホールドを経てガス噴出口４から噴出した高温・高圧
ガスジェットの作用を受けて円錐（コーン）５を形成
し、組織化されて繊維６となる。流出ノズル３から流出
した溶融円柱状流に対してその横断面外周の接線方向を
わずかに有し、溶融熱軟化性物質が横方向に変位するの
を妨げるように接触させて、溶融熱軟化性物質を限定さ
れた位置に閉じ込めながら溶融熱軟化性物質を進行方向
の中心軸のまわりに回転させるジェット流によって、溶
融熱軟化性物質は回転力の慣性に基く遠心力を得て、横
方向に飛び出し、前記円錐を形成する。
［発明が解決しようとする問題点］ この旋回ガスジェット法による熱軟化性物質の繊維化
の際には回転力を与えながら繊維を延伸させるため繊維
にカール状の湾曲を生じる。この湾曲は断熱マット等に
使用した場合は断熱効果等に有効であると考えられる
が、一方では曲がりの無い直状性を有した繊維が望まれ
ることも予想される。
の際には回転力を与えながら繊維を延伸させるため繊維
にカール状の湾曲を生じる。この湾曲は断熱マット等に
使用した場合は断熱効果等に有効であると考えられる
が、一方では曲がりの無い直状性を有した繊維が望まれ
ることも予想される。
例えば、炭素繊維で補強された強化プラスチック（CF
RP）の該炭素繊維としては、従来長いフィラメント状繊
維が用いられてきているが、この長繊維を旋回ガスジェ
ット法等の短繊維製造法で製造された短繊維に代替する
場合、短繊維がカール状に湾曲しているとCFRP中の繊維
量を多くすることが困難である。即ち、この旋回ガスジ
ェット法によって製造される短繊維はマット状に集積し
て得られるのであるが、この短繊維がカール状に湾曲し
ているとこれを切断してチョップドストランドとした場
合、嵩高となって樹脂中に多量の短繊維を含有させるの
が困難となり、それだけCFRPの強度等の特性が低いもの
となる。
RP）の該炭素繊維としては、従来長いフィラメント状繊
維が用いられてきているが、この長繊維を旋回ガスジェ
ット法等の短繊維製造法で製造された短繊維に代替する
場合、短繊維がカール状に湾曲しているとCFRP中の繊維
量を多くすることが困難である。即ち、この旋回ガスジ
ェット法によって製造される短繊維はマット状に集積し
て得られるのであるが、この短繊維がカール状に湾曲し
ているとこれを切断してチョップドストランドとした場
合、嵩高となって樹脂中に多量の短繊維を含有させるの
が困難となり、それだけCFRPの強度等の特性が低いもの
となる。
そこで、CFRP等の複合材の補強短繊維として直状繊維
の提供が期待されている。
の提供が期待されている。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、流出ノズルから流出される溶融熱軟化性物
質の円錐状流の周囲に斜め下方向かつ前記円錐状流にそ
の軸心回りの旋回力を付与する方向に直線状気体流を噴
出させることにより該熱軟化性物質に旋回を作用させて
短繊維を製造する方法において、該直線状気体流の噴出
方向と流出ノズルの中心軸の下向きの軸線方向との角度
θが10゜以上20゜未満となるようにしたものである。
質の円錐状流の周囲に斜め下方向かつ前記円錐状流にそ
の軸心回りの旋回力を付与する方向に直線状気体流を噴
出させることにより該熱軟化性物質に旋回を作用させて
短繊維を製造する方法において、該直線状気体流の噴出
方向と流出ノズルの中心軸の下向きの軸線方向との角度
θが10゜以上20゜未満となるようにしたものである。
本発明において繊維化される熱軟化性物質としては、
ピッチ、ガラス、熱軟化性樹脂、金属又は合金、スラ
グ、岩石など各種のものがあげられるが、中でもCFRP等
の補強用炭素繊維の素材繊維の製造をなすためにピッチ
が好適である。ピッチとしてはコールタールピッチや、
これを調整して得られた等方性ピッチ、異方性ピッチあ
るいは鉱油系残渣など各種のものを採用できる。なお、
本発明方法によって製造されたピッチの繊維は、その後
公知の不融化及び炭化処理を経て炭素繊維とされる。
ピッチ、ガラス、熱軟化性樹脂、金属又は合金、スラ
グ、岩石など各種のものがあげられるが、中でもCFRP等
の補強用炭素繊維の素材繊維の製造をなすためにピッチ
が好適である。ピッチとしてはコールタールピッチや、
これを調整して得られた等方性ピッチ、異方性ピッチあ
るいは鉱油系残渣など各種のものを採用できる。なお、
本発明方法によって製造されたピッチの繊維は、その後
公知の不融化及び炭化処理を経て炭素繊維とされる。
この熱軟化性物質に吹き付けられる直線状気体流とし
ては加熱された空気、水蒸気あるいは燃焼ガスなど各種
のものを用い得る。
ては加熱された空気、水蒸気あるいは燃焼ガスなど各種
のものを用い得る。
直線状気体流によって繊維化された短繊維は、例えば
オリフィスの下方に配置された集綿コンベア上に捕集さ
れる。
オリフィスの下方に配置された集綿コンベア上に捕集さ
れる。
而して、本発明では、上記直線状気体流の噴出方向が
流出ノズルの中心軸の下向きの軸線方向とのなす角度θ
（第１図参照）を10゜以上20゜未満とし、より好ましく
は12゜以上17゜以下とする。この角度θが10゜よりも小
さいと、溶融円錐状流に付与する旋回力が過度に小さく
なって、得られる短繊維径が過大となる。逆に20゜以上
になると、得られる短繊維のカール状湾曲の度合いが大
きくなり、直状とならない。即ち、本発明においては、
上記角度θを10゜以上20゜未満とすることにより、溶融
円錐状流を直線状気体流が包む込むように収斂する交差
点（焦点）に引き込む際のジェット流の作り出す旋回力
によって与えられる該円錐状流の回転力が極めて小さく
なり、繊維の延伸の際にねじれによって生じていたカー
ル状の湾曲は殆ど無くなる。また、繊維を延伸させる力
を与える各直線状気体流の合成ベクトルは繊維の延伸方
向と一致し、その合力は増大するために直状の繊維を効
率良く製造することができる。
流出ノズルの中心軸の下向きの軸線方向とのなす角度θ
（第１図参照）を10゜以上20゜未満とし、より好ましく
は12゜以上17゜以下とする。この角度θが10゜よりも小
さいと、溶融円錐状流に付与する旋回力が過度に小さく
なって、得られる短繊維径が過大となる。逆に20゜以上
になると、得られる短繊維のカール状湾曲の度合いが大
きくなり、直状とならない。即ち、本発明においては、
上記角度θを10゜以上20゜未満とすることにより、溶融
円錐状流を直線状気体流が包む込むように収斂する交差
点（焦点）に引き込む際のジェット流の作り出す旋回力
によって与えられる該円錐状流の回転力が極めて小さく
なり、繊維の延伸の際にねじれによって生じていたカー
ル状の湾曲は殆ど無くなる。また、繊維を延伸させる力
を与える各直線状気体流の合成ベクトルは繊維の延伸方
向と一致し、その合力は増大するために直状の繊維を効
率良く製造することができる。
なお、この直線状気体流は、熱軟化性物質の流出ノズ
ルの周囲に均等配置された複数個の噴出口から噴出され
るのであるが、本発明ではこの噴出口を３個以上とりわ
け３〜12個程度とするのが好適である。
ルの周囲に均等配置された複数個の噴出口から噴出され
るのであるが、本発明ではこの噴出口を３個以上とりわ
け３〜12個程度とするのが好適である。
特にピッチを原料とする直状繊維の製造法の場合、上
記熱軟化性物質の流出ノズルの開口径は約0.1〜1.0mmと
りわけ0.3〜0.7mmが好適であり、上記気体噴出口の開口
径は0.2〜1.0mmとりわけ0.3〜0.7mmが好適である。そし
て、噴出される直線状気体流の温度は300〜400℃程度と
し、その噴出速度は480〜520m/sec程度が好適である。
さらに、この直線状気体流の中心線が、流出ノズルの中
心軸の延長線と接近した位置（前記の焦点）における該
延長線との最短距離は0.4〜10.0mm程度とするのが好適
である。
記熱軟化性物質の流出ノズルの開口径は約0.1〜1.0mmと
りわけ0.3〜0.7mmが好適であり、上記気体噴出口の開口
径は0.2〜1.0mmとりわけ0.3〜0.7mmが好適である。そし
て、噴出される直線状気体流の温度は300〜400℃程度と
し、その噴出速度は480〜520m/sec程度が好適である。
さらに、この直線状気体流の中心線が、流出ノズルの中
心軸の延長線と接近した位置（前記の焦点）における該
延長線との最短距離は0.4〜10.0mm程度とするのが好適
である。
かかる本発明によれば、カール状湾曲の極めて少ない
直状繊維が製造されるのである。因みに、従来の短繊維
の湾曲度は、繊維直径をｄ、湾曲の半径をＤとした場合
D/dの値が平均150以下程度となるものであったが、本発
明ではこのD/dの値が7000以上の直状繊維を容易に得る
ことができる。なお、本発明によれば、この繊維径ｄは
通常の場合約３〜30μｍ程度となる。
直状繊維が製造されるのである。因みに、従来の短繊維
の湾曲度は、繊維直径をｄ、湾曲の半径をＤとした場合
D/dの値が平均150以下程度となるものであったが、本発
明ではこのD/dの値が7000以上の直状繊維を容易に得る
ことができる。なお、本発明によれば、この繊維径ｄは
通常の場合約３〜30μｍ程度となる。
［作用］ 本発明によれば、直線状気体流の噴出方向が熱軟化性
物質の円柱状流の流下方向に近接したものとなり、該直
線状気体流による旋回力が必要な範囲において小さなも
のとなる。そして、これにより、形成される短繊維はカ
ール状湾曲の度合が小さな直状繊維となる。
物質の円柱状流の流下方向に近接したものとなり、該直
線状気体流による旋回力が必要な範囲において小さなも
のとなる。そして、これにより、形成される短繊維はカ
ール状湾曲の度合が小さな直状繊維となる。
即ち、本発明において流出ノズルより流出した溶融物
円錐状流は、直線状気体流が収斂する該気体流の交差点
（焦点）に引き込まれていく。この時該気体流の交差角
度を所定の小さな角度としているため、該気体流が溶融
物円錐状流に与える旋回力は小さくなり繊維の延伸の際
に湾曲を生じさせていた回転力は極めて小さくなる。ま
た、同時に繊維を延伸させる力を与える該気体流の合成
ベクトルは繊維の延伸方向に大きくなり、直状の繊維を
効率よく製造することができる。
円錐状流は、直線状気体流が収斂する該気体流の交差点
（焦点）に引き込まれていく。この時該気体流の交差角
度を所定の小さな角度としているため、該気体流が溶融
物円錐状流に与える旋回力は小さくなり繊維の延伸の際
に湾曲を生じさせていた回転力は極めて小さくなる。ま
た、同時に繊維を延伸させる力を与える該気体流の合成
ベクトルは繊維の延伸方向に大きくなり、直状の繊維を
効率よく製造することができる。
［実施例］ 図に示す旋回ガスジェット方式によりピッチを繊維化
した。実験条件は下記の通りである。
した。実験条件は下記の通りである。
ピッチの材質：等方性ピッチ ピッチの温度:350℃ ピッチ流出ノズルの径（円径）:0.5mm ピッチの流出量:100g/hr ガス噴出口の個数:6本 ガス噴出口の噴出口径（直径）:0.5mm 直線状気体流の角度θ：表１の通り 直線状気体の種類：空気 同 温度:350℃ 同 噴出速度:500m/sec 直線状気体と流出ノズルの中心軸の軸線方向の下向き延
長線との焦点における最短距離:0.4mm 得られた短繊維のＤ（湾曲の半径）とｄ（繊維直径）
との比D/dの平均値をｄの平均値と共に第１表に示す。
長線との焦点における最短距離:0.4mm 得られた短繊維のＤ（湾曲の半径）とｄ（繊維直径）
との比D/dの平均値をｄの平均値と共に第１表に示す。
第１表の如く、本発明例ではD/dがいずれも7000以上
である直状繊維が製造される。
である直状繊維が製造される。
［効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明では熱軟化
性物質の溶融円錐状流に吹き付ける直線状気体流の噴射
角度を特定の範囲とすることにより、カール状湾曲の少
ない直状繊維が製造される。
性物質の溶融円錐状流に吹き付ける直線状気体流の噴射
角度を特定の範囲とすることにより、カール状湾曲の少
ない直状繊維が製造される。
第１図は旋回ガスジェット法による熱軟化性物質の繊維
の製造装置を示す断面図、第２図は同要部の底面図であ
る。 １……繊維化装置、２……溶融熱軟化性物質、 ３……流出ノズル、４……噴出口。
の製造装置を示す断面図、第２図は同要部の底面図であ
る。 １……繊維化装置、２……溶融熱軟化性物質、 ３……流出ノズル、４……噴出口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 博 大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板 硝子株式会社内 (72)発明者 田仲 啓八郎 大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板 硝子株式会社内 (72)発明者 岩井 孝宏 大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板 硝子株式会社内 (72)発明者 西村 恒彦 東大阪市山手町９−36 (72)発明者 松村 雄次 西宮市六軒町２−17−611 (56)参考文献 特開 昭60−86051（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−7362（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】熱軟化性物質の溶融物を流出ノズルから円
錐状に下方に流出させ、前記流出ノズルの周囲に配置さ
れた複数個の噴出口から直線状気体流を斜め下方かつ前
記円錐状流の軸心回りの旋回力を付与する方向に噴出さ
せて該溶融物を繊維化する方法において、 前記各噴出口からの直線状気体流の噴出方向と、前記流
出ノズルの中心軸の下向きの軸線方向との角度θを10゜
以上20゜未満としたことを特徴とする直状繊維の製造方
法。 - 【請求項２】前記熱軟化性物質はピッチである特許請求
の範囲第１項に記載の直状繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043959A JP2590331B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 直状繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043959A JP2590331B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 直状繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63210042A JPS63210042A (ja) | 1988-08-31 |
| JP2590331B2 true JP2590331B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=12678244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043959A Expired - Lifetime JP2590331B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 直状繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590331B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114481674A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-13 | 张凤君 | 一种代塑纸的生产工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086051A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 繊維の製造方法 |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP62043959A patent/JP2590331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63210042A (ja) | 1988-08-31 |
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