JP2942020B2 - 繊維製造装置 - Google Patents

繊維製造装置

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JP2942020B2 JP20500591A JP20500591A JP2942020B2 JP 2942020 B2 JP2942020 B2 JP 2942020B2 JP 20500591 A JP20500591 A JP 20500591A JP 20500591 A JP20500591 A JP 20500591A JP 2942020 B2 JP2942020 B2 JP 2942020B2
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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、熱軟化性物質から繊維
(特に短繊維)を製造する繊維製造装置に関する。
【0001】
【従来の技術】従来、ガラス、スラグ、カオリン粘土、
又はアルミナとシリカの混合原料、等を溶融して短繊維
を作る方法として、高圧空気流を作用せしめることが常
用されている。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】この方法はブローイン
グ法として良く知られているが、このブローイング法に
は幾つかの欠点が存在する。即ち、 (1)空気を数kgf/cm2の圧力に圧縮するためのエネル
ギー消費が大きいこと。
【0003】(2)ノズルからの空気ジェットは、エジ
ェクターのように空気ジェットの数倍の容積の二次空気
を引込む(エジェクター効果)。従って空気ジェットで運
ばれる繊維を回収する装置(集綿器)は極めて大きな排気
量を必要とし、そのために設備は大きくなり、また動力
も大きなものを必要とする。
【0004】(3)また、集綿器を通過する排気中には
微細な繊維や非繊維物も含まれるので、そのままの状態
では大気中に放出できない。従って環境雰囲気を良好に
保つ為の集塵機も別に必要となり、その集塵機を動かす
ための動力も大きなものを必要とする。
【0005】
【発明の目的】本発明はこのような従来技術の欠点を解
消し、熱軟化性物質から容易に繊維を製造できる繊維製
造装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、液体
を高圧に昇圧する部分と、昇圧した液体を噴出するノズ
ル部分と、繊維原料である熱軟化性物質の溶融物を細い
落下流として落下させる部分を備え、ノズル部分が、液
体を液体ジェットの形で噴射するノズルを有し、このノ
ズルの噴射方向が、熱軟化性物質の溶融物の繊維化前の
細い落下流に向くように設定されており、そのノズルか
ら液体ジェットが高速度で噴射されて繊維化前の細い落
下流を切って多くの繊維を形成する構成にしたことを特
徴とする繊維製造装置である。
【0007】
【実施例】本発明では、従来の空気ジェットに代えて、
液体ジェット、特に好ましくは水ジェットを用いる。す
なわち、まず繊維原料の溶融物を細い落下流(好ましく
は連続的に落下する細い流れ)として落下させる。この
落下流を溶融状態のまま液体ジェット例えば水ジェット
で切るのである。つまり、水ジェットは、繊維化前の細
い落下流に噴射されるのである。
【0008】水ジェットは高速であり、従って衝突する
と極めて大きな衝撃力又は圧力を相手に及ぼす。このよ
うな高圧又は高速の水ジェットは、一般に洗浄、切断な
どに用いられている。そして、このような水ジェットは
比較的容易に発生することができる。例えば、スギノマ
シン社製のジェットクリーナ、又は同社のアクアジェッ
トカッターなどを用いて発生することができる。これら
の機械は大きく別けて、水を高圧に昇圧する部分と、昇
圧した水を噴出するノズル部分からなる。
【0009】本発明におけるノズルは、大きく分けて、
ノズルから水がほぼ収束したままの状態であまり広がら
ないで噴出する型式と、ノズルから次第に広がりながら
噴出する型式に分類できる。
【0010】本発明においてはどちらの型式も採用でき
る。前者の場合、通称丸ノズルと呼ばれているものが代
表的であり、後者の場合、通称平射ノズルと呼ばれてい
るものが代表的である。
【0011】上記丸ノズルは、軸方向と直交する断面形
状が円、楕円の他矩形や、これ等を組み合わせたものが
ある。円の場合、例えばその直径は0.3〜3mmである。こ
れ等のノズルの断面の形状は異なるが、ノズルから噴出
した水は、なるべくそのノズルの断面形状を保ちながら
噴出する等の特徴を有している。
【0012】上記平射ノズルは、軸方向と直交する表面
形状が平面に開口する水の出口を横断して、直線状に延
びる浅い溝によって特徴づけられる。水の出口に通じる
穴の水平断面の形状は通常円形であり、その直径は例え
ばO.5〜3mmで溝の中央部に開口している。この溝は、例
えば断面が略V字形をして外に向かって開いており、そ
の開く角度は15〜35度である。溝の幅は0.5〜3mmであ
る。長さは2〜6mmである。そしてこの浅い溝の両端はさ
らに別の深く幅の広い第2の溝に続く。この第2の溝は浅
い溝を延長するように延び、かつ徐々に深くなりながら
ノズルの外側側面に達する。例えば第2の溝の側面は幅
が3〜6mmで、浅い溝の両端からノズルの外側側面に向か
って30〜60度の傾斜角度で延びている。この平射ノズル
から噴出する水は次第に拡大しながら噴出する。1方向
に大きく拡大するが、それと直角方向への拡大はわずか
である等の特徴を有している。
【0013】空気ジェットに代えて水ジェットにする利
点は、空気よりも水を加圧する方が少ないエネルギーで
高い圧力まで容易に上昇させることができることであ
る。また、空気ジェットに代えて水ジェットにする別の
利点としては、容易に音速以上の速度を達成することが
できることである。さらに空気ジェットに代えて水ジェ
ットにする別の利点としては、水の密度は空気の密度の
約800倍であり、水ジェットには、それだけ大きな運動
エネルギーを付与することができることである。さらに
空気ジェットに代えて水ジェットにする別の利点として
は、細いノズルから細いジェット流で、力を加えなけれ
ばならない部位に焦点を絞って噴射することも容易であ
ること、すなわち収束性を保ち易いこと等である。
【0014】高速で高圧の水ジェットは、前述のように
細い水ジェットでも極めて大きな運動エネルギーを持つ
ことができる。従って熱軟化性物質に作用して繊維に転
換するにはエネルギー密度が極めて大きいのでそれだけ
有利である。また、そのための使用水量は驚く程少なく
てすむ利点もある。
【0015】実施例1 次に本発明の繊維製造装置の好ましい実施例を説明す
る。
【0016】図1は、1本の平射ノズル1を使用する場合
を示している。この平射ノズル1を使って例えば100m/秒
の流速の水ジェット2を発生させる。この高いエネルギ
ーを持ち偏平に広がる水ジェット2が、熱軟化性物質の
細い連続落下流である細い流れ3を斜めに切るような状
態で繊維化を達成し、多数の繊維4を作る。この熱軟化
性物質は、たとえばAl23を35〜65%、SiO2を30〜
60%及びその他の少量の不純物からなる組成のAl23
−SiO2系セラミックファイバー組成物、及び上記組
成にCr23を1〜6%含有させた組成のAl23−Si
2−Cr23系セラミックファイバー組成物である。
【0017】この場合、水ジェット2の噴射角度は熱軟
化性物質の細い流れ3に対して作る角度αであり、それ
は、鋭角(下向き)でも鈍角(上向き)でもかまわないが、
この噴射角度は10〜90度の間で任意に選択できる。例え
ば好ましくは70度である。この噴射角度が10度より小さ
いと、繊維の生成量は少なく、またショットの粒径も大
きくなる等の点でよくない。
【0018】実施例2 図2は2本の平射ノズル5,6を用いるもので、2つの平面噴
流が衝突する交線7上に、熱軟化性物質の連続落下流で
ある細い流れ8を落下させて、繊維化して多数の繊維9を
作る。2つの水ジェット10,11が交差する角度βは、10〜
65度が適当である。好ましくは20〜40度である。この交
差する角度βが10度より小さいと、繊維の生成量は少な
く、またショットの粒径も大きくなる等の点でよくな
い。またこの交差する角度βが65度より大きいと、ショ
ットの粒径は小さくなるが、繊維の生成量は少なくなる
等の点でよくない。
【0019】もし空気ジェットで図2に示すようなノズ
ルの配置を行うと、2つのジェットの衝突により上向き
の空気の流れが生じ、熱軟化性物質は上に吹き上げられ
て安定で効率のよい繊維化は望めない。しかし水ジェッ
ト10,11を使用する場合はそのような現象は起こらず、
極めて安定した効率のよい繊維化が達成できる。
【0020】実施例3 図3及び図4は、3本以上の丸ノズル12〜14を用いる場合
の代表例を示す。図3は丸ノズル12〜14を3本使用した場
合の使用状態を示す斜視図である。図4は図3のノズル10
の配置を平面的に表したものである。
【0021】各丸ノズル12〜14から噴出する水ジェット
は、熱軟化性物質の落下流である細い流れ15の一部を斜
下向きに切るように、あたかも、落下流13の接線の方向
から収束するように噴射される。これにより多数の繊維
25を作る。図3,図4では3本の丸ノズルの例を示したが、
4本以上の丸ノズルを用いることも可能である。
【0022】丸ノズル12〜14から噴出する水ジェット20
〜22はかなりの距離を収束した状態のまま、例えば2〜3
倍程度の広がりで空中を飛ぶことができる。すなわち、
あまり分散しないで空中を飛ぶことができる。しかし途
中で収束状態はくずれて次第に分散状態となる。
【0023】本発明の方法では、熱軟化性物質に作用す
る部分の水ジェットが収束状態でもよいし、あるいは幾
分分散状態の場合でも使用可能である。
【0024】一般に丸ノズルは、細いノズルとして作り
易いので、時に音速の3倍もの流速が実現できる。従っ
て、平射ノズル等からの水ジェットに比べエネルギー密
度は一層大きい。このような大きいエネルギー密度の水
ジェットは、ショット含有量を減少させることに一層有
利である。
【0025】水ジェットを使って製造した繊維には少量
の水が含まれている。必要なら、繊維と水を分離し乾燥
すればよい。一般に多くの場合、得られた繊維をさらに
加工して利用する。例えば、繊維に混入するショットの
分離、繊維長の調整、繊維製品の成形などの工程がある
が、これらの工程は水を分離液として使用するので、水
に濡れた繊維は不利とはならない。
【0026】ところで、この発明は、上記実施例に限定
されない。水ジェットの代わりに他の液体のジェットを
用いることもできる。たとえば水に添加剤としてアクリ
ルアルミドの重合体やエチレンオキサイドの重合体等の
水の収束を助ける各種高分子剤や、潤滑剤等の繊維処理
剤を添加したものや、各種金属粉やAl23 、SiO2
、Cr23等の各種耐火材の粉末を添加したものであ
る。
【0027】
【発明の効果】従来方法で使用される空気ジェットはエ
ジェクター効果により多量の二次空気を誘引する。それ
ゆえ生成した繊維から分離しなければならない空気の容
量が極めて大きい。その設備費、さらにその運転費(電
力料金)は大きな額となる。さらに排気中には細かい繊
維が含まれ、そのまま排出すると大気汚染を起こす。
【0028】これに対して、本発明は液体ジェット(特
に水ジェット)を使用して繊維化前の細い落下流を切っ
て繊維化する。液体ジェットは実質的にエジェクター効
果を生じることはないので、一切、空気の処理を行う必
要はない。従ってそのための設備費、運転費の負担はな
く、また粉塵を含む排気も発生しないので環境を汚染す
ることもない。したがって生産効率の向上およびコスト
の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維製造装置の実施例1を示す斜視
図。
【図2】本発明の繊維製造装置の実施例2を示す斜視
図。
【図3】本発明の繊維製造装置の実施例3を示す斜視
図。
【図4】本発明の繊維製造装置の実施例3を示す平面
図。
【符号の説明】
1 平射ノズル 2 水ジェット 3 熱軟化性物質の細い落下流 4 繊維 5 平射ノズル 6 平射ノズル 7 交線 8 熱軟化性物質の細い落下流 9 繊維 10 水ジェット 11 水ジェット 12 丸ノズル 13 丸ノズル 14 丸ノズル 15 細い落下流 20 水ジェット 21 水ジェット 22 水ジェット 25 繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三須 安雄 東京都中央区日本橋久松町4番4号 糸 重ビル 東芝モノフラックス株式会社内 (72)発明者 伊藤 明 東京都中央区日本橋久松町4番4号 糸 重ビル 東芝モノフラックス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−27833(JP,A) 特開 昭53−74132(JP,A) 特開 昭59−194976(JP,A) 特開 平4−289209(JP,A) 特公 昭43−20248(JP,B1) 実公 昭15−16851(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 37/00 - 37/06 D01D 5/06 - 5/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体を高圧に昇圧する部分と、昇圧した
    液体を噴出するノズル部分と、繊維原料である熱軟化性
    物質の溶融物を細い落下流として落下させる部分を備
    え、ノズル部分が、液体を液体ジェットの形で噴射する
    ノズルを有し、このノズルの噴射方向が、熱軟化性物質
    の溶融物の繊維化前の細い落下流に向くように設定され
    ており、そのノズルから液体ジェットが高速度で噴射さ
    れて繊維化前の細い落下流を切って多くの繊維を形成す
    る構成にしたことを特徴とする繊維製造装置。
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