JP3309089B2 - 遠心紡糸装置 - Google Patents
遠心紡糸装置Info
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
- B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
- B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
- B05B3/1007—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
- B05B3/1014—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心紡糸装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】繊維状、粒状、粉末状等の種々の形態の
製品や化学反応用の触媒等の製造に遠心紡糸を使用する
ことは公知である。これらの用途やこれに使用される装
置は、英国特許公報GB-A-1439777, 1515511, 2004204,
2004206, 2026904, 2118668,ヨーロッパ特許公報EP-B-0
017510, 0056001, EP-A-0168817, 0177207, 米国特許US
-A4178336, 4197063, 4440700, 4678490等に開示されて
いる。紡糸条件によって液状の媒体が繊維やフィラメン
トを形成するか、ちぎれて小滴状になって粒子や粉末に
なるかが決定される。
製品や化学反応用の触媒等の製造に遠心紡糸を使用する
ことは公知である。これらの用途やこれに使用される装
置は、英国特許公報GB-A-1439777, 1515511, 2004204,
2004206, 2026904, 2118668,ヨーロッパ特許公報EP-B-0
017510, 0056001, EP-A-0168817, 0177207, 米国特許US
-A4178336, 4197063, 4440700, 4678490等に開示されて
いる。紡糸条件によって液状の媒体が繊維やフィラメン
トを形成するか、ちぎれて小滴状になって粒子や粉末に
なるかが決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、この装置は円
盤や環状部材を具え、ここから溶液や溶融物である液状
媒体が供給されて紡糸される。円盤は液状媒体をシート
状に紡糸する傾向があり、良好な繊維や均一な粉末を得
ることは難しい。環状部材を使用した装置においては、
該部材は複数の通路を有し、これを通じて液状媒体が紡
糸される。使用の際に、この部材の通路が詰まることが
ある。更に、液状媒体は、通路の出口から離れて該部材
の外周面に沿って流れ、部材の表面から間欠的に破断し
て飛び散り、製品の品質を低下させる傾向がある。環状
部材の別の形状においては、液状媒体は該部材の端部か
ら紡糸される。しかし、その場合にも媒体が紡糸される
前記部材の縁部への媒体の流れの均一性が損なわれるの
で、媒体の周辺クリープが問題となる。繊維の紡糸に関
連するその他の問題は、“ショット”即ち小さな粒子の
形成や、繊維同士の接着等の広い意味の制御されない粒
子／繊維のサイズの変動である。
盤や環状部材を具え、ここから溶液や溶融物である液状
媒体が供給されて紡糸される。円盤は液状媒体をシート
状に紡糸する傾向があり、良好な繊維や均一な粉末を得
ることは難しい。環状部材を使用した装置においては、
該部材は複数の通路を有し、これを通じて液状媒体が紡
糸される。使用の際に、この部材の通路が詰まることが
ある。更に、液状媒体は、通路の出口から離れて該部材
の外周面に沿って流れ、部材の表面から間欠的に破断し
て飛び散り、製品の品質を低下させる傾向がある。環状
部材の別の形状においては、液状媒体は該部材の端部か
ら紡糸される。しかし、その場合にも媒体が紡糸される
前記部材の縁部への媒体の流れの均一性が損なわれるの
で、媒体の周辺クリープが問題となる。繊維の紡糸に関
連するその他の問題は、“ショット”即ち小さな粒子の
形成や、繊維同士の接着等の広い意味の制御されない粒
子／繊維のサイズの変動である。
【０００４】本発明の目的は、前記問題点を少なくし又
は解消する遠心紡糸装置を提供することにある。
は解消する遠心紡糸装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の遠心紡糸装置
は、中心軸のまわりで回転自在に取付けられた環状の紡
糸部材と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡
糸部材内に出口を有する材料供給手段とを具え、前記紡
糸部材は、前記材料供給手段の前記出口から液状材料が
紡糸される該紡糸部材の端部に向かって軸方向に延びる
領域にわたって比較的に滑らかな内面を有し、該紡糸部
材の前記端部は、該紡糸部材の外周面の半径より中心軸
から離れた半径位置に存在するＶ字型の構造として形成
された複数の紡糸ポイントと、前記内面から前記外周の
紡糸ポイントまで前記端部を横断して延在し、液状材料
を前記紡糸ポイントに供給する溝とを有することを特徴
とする。
は、中心軸のまわりで回転自在に取付けられた環状の紡
糸部材と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡
糸部材内に出口を有する材料供給手段とを具え、前記紡
糸部材は、前記材料供給手段の前記出口から液状材料が
紡糸される該紡糸部材の端部に向かって軸方向に延びる
領域にわたって比較的に滑らかな内面を有し、該紡糸部
材の前記端部は、該紡糸部材の外周面の半径より中心軸
から離れた半径位置に存在するＶ字型の構造として形成
された複数の紡糸ポイントと、前記内面から前記外周の
紡糸ポイントまで前記端部を横断して延在し、液状材料
を前記紡糸ポイントに供給する溝とを有することを特徴
とする。
【０００６】この装置の好ましい態様によれば、前記環
状紡糸部材はカップ型をなし、その閉じた端部で中心軸
に取付けられている。別の例によれば、前記部材は両端
が開放されている環状スリーブの形をなし、該スリーブ
の中央部に設けられたフランジ等によって中心軸に回転
自在に取付けられている。この例においては、製品の形
態が粒子や粉末の場合に材料はスリーブの両端から紡糸
される。
状紡糸部材はカップ型をなし、その閉じた端部で中心軸
に取付けられている。別の例によれば、前記部材は両端
が開放されている環状スリーブの形をなし、該スリーブ
の中央部に設けられたフランジ等によって中心軸に回転
自在に取付けられている。この例においては、製品の形
態が粒子や粉末の場合に材料はスリーブの両端から紡糸
される。
【０００７】この装置を使用する際には、中心軸をほぼ
垂直にし、前記部材がカップ型の場合で繊維の紡出に使
用される場合には、該部材の開放端を下向きにする。内
面の平滑領域は実質的に円筒形をなしていることが望ま
しい。別の例としては、内面の平滑領域は少なくとも部
分的に、例えば材料供給手段の出口のすぐ近くで末広が
り状をなし、材料が紡出される前記部材の端部に向かっ
て広がっている。一つ以上の拡がり区域を設けてもよ
い。部材の内面の他の例においては、材料供給手段の出
口のすぐ近くの部材の内部は混合を促進するように例え
ば階段状に形成され、前記部材の内面に沿って該内面の
平滑領域に向かって軸方向に移動する材料に半径方向の
剪断力を付与するように構成されている。前記部材の内
面の平滑領域によって、液状材料は実質的に均一なフィ
ルム状になり、均一な製品形態が得られる蓋然性を最適
にするのに寄与する。
垂直にし、前記部材がカップ型の場合で繊維の紡出に使
用される場合には、該部材の開放端を下向きにする。内
面の平滑領域は実質的に円筒形をなしていることが望ま
しい。別の例としては、内面の平滑領域は少なくとも部
分的に、例えば材料供給手段の出口のすぐ近くで末広が
り状をなし、材料が紡出される前記部材の端部に向かっ
て広がっている。一つ以上の拡がり区域を設けてもよ
い。部材の内面の他の例においては、材料供給手段の出
口のすぐ近くの部材の内部は混合を促進するように例え
ば階段状に形成され、前記部材の内面に沿って該内面の
平滑領域に向かって軸方向に移動する材料に半径方向の
剪断力を付与するように構成されている。前記部材の内
面の平滑領域によって、液状材料は実質的に均一なフィ
ルム状になり、均一な製品形態が得られる蓋然性を最適
にするのに寄与する。
【０００８】前記紡糸ポイントは前記溝の外側端部に一
致したＶ字型の構造によって形成される。本発明の装置
の一態様によれば、これらの溝とそれぞれのＶ字型の構
造は対称形をなし、溝の対称面は直径面又は該直径面と
鋭角で交差して中心軸に平行な線に沿う平面に一致して
いる。後者の例の場合には、交差角度は５〜１５°、普
通は１０°前後である。
致したＶ字型の構造によって形成される。本発明の装置
の一態様によれば、これらの溝とそれぞれのＶ字型の構
造は対称形をなし、溝の対称面は直径面又は該直径面と
鋭角で交差して中心軸に平行な線に沿う平面に一致して
いる。後者の例の場合には、交差角度は５〜１５°、普
通は１０°前後である。
【０００９】本発明の他の例においては、前記溝とこれ
のＶ字型の構造は非対称であり、各溝の底は実質的に前
記部材の直径面内か、又はこれに鋭角で交差して中心軸
に平行な線に沿う平面内に存在している。後者の場合、
交差角度は５〜１５°、通常は１０°前後である。この
装置の形態においては、前記部材の回転方向に関して各
溝の後の面は溝の底が存在している平面内に載っている
か、溝の底が存在している平面に前記部材の回転方向に
３０°まで、好ましくは１０または１５°の角度で交差
する平面内に載っているかのいずれかである。
のＶ字型の構造は非対称であり、各溝の底は実質的に前
記部材の直径面内か、又はこれに鋭角で交差して中心軸
に平行な線に沿う平面内に存在している。後者の場合、
交差角度は５〜１５°、通常は１０°前後である。この
装置の形態においては、前記部材の回転方向に関して各
溝の後の面は溝の底が存在している平面内に載っている
か、溝の底が存在している平面に前記部材の回転方向に
３０°まで、好ましくは１０または１５°の角度で交差
する平面内に載っているかのいずれかである。
【００１０】紡糸ポイントは該紡糸ポイントに隣接する
紡糸部材の外面の半径よりも中心軸から遠く離れた半径
位置にある。好ましい配列によれば、前記紡糸部材の外
面は滑らかに外に広がって前記紡糸ポイントの端に達し
ている。この場合、外面の拡がり領域が存在している円
錐台面に含まれる最小角は約１２〜１４°、好ましくは
３０°前後である。このタイプの構造は、材料が前記部
材からちぎれて飛び散る前に、外周面に沿っての流れを
少なくする効果を有する。
紡糸部材の外面の半径よりも中心軸から遠く離れた半径
位置にある。好ましい配列によれば、前記紡糸部材の外
面は滑らかに外に広がって前記紡糸ポイントの端に達し
ている。この場合、外面の拡がり領域が存在している円
錐台面に含まれる最小角は約１２〜１４°、好ましくは
３０°前後である。このタイプの構造は、材料が前記部
材からちぎれて飛び散る前に、外周面に沿っての流れを
少なくする効果を有する。
【００１１】材料が紡糸される部材の前記端部には傾斜
が設けられ、これによって該端部は内面から前記端部の
外周に向かって外方に拡がっている。この端部の境界を
形成している円錐台表面の傾斜角は６０〜１２０°の範
囲、好ましくは約９０°である。紡糸部材の内面の溝の
入口部の間の箇所にフィン等のガイド手段が設けられて
いる。このガイド手段は、使用される際に紡糸部材の内
面の平滑領域に形成された液状材料のフィルムが溝に到
達する前にこのガイド手段によって別々の流れに分割さ
れるような長さを有している。この構成により、粘弾性
的効果が少なくなり、溝内の液状材料の流れを均一にす
ることができ、均一な製品の形態を得る蓋然性を高める
のに寄与する。このガイド手段は前記部材と一体化され
てもよく、紡糸部材の中に設置されるインサートに設け
ることもできる。後者の場合、ガイド部材とインサート
とは、ガイド部材が紡糸部材の内面にぴったりと嵌合す
るような寸法関係を持っていることが必要である。
が設けられ、これによって該端部は内面から前記端部の
外周に向かって外方に拡がっている。この端部の境界を
形成している円錐台表面の傾斜角は６０〜１２０°の範
囲、好ましくは約９０°である。紡糸部材の内面の溝の
入口部の間の箇所にフィン等のガイド手段が設けられて
いる。このガイド手段は、使用される際に紡糸部材の内
面の平滑領域に形成された液状材料のフィルムが溝に到
達する前にこのガイド手段によって別々の流れに分割さ
れるような長さを有している。この構成により、粘弾性
的効果が少なくなり、溝内の液状材料の流れを均一にす
ることができ、均一な製品の形態を得る蓋然性を高める
のに寄与する。このガイド手段は前記部材と一体化され
てもよく、紡糸部材の中に設置されるインサートに設け
ることもできる。後者の場合、ガイド部材とインサート
とは、ガイド部材が紡糸部材の内面にぴったりと嵌合す
るような寸法関係を持っていることが必要である。
【００１２】ガイド部材は直径平面内に延在している
か、又は、溝が非対称である場合には該溝の後の面を含
む平面内に延在している。当業者であれば、各紡糸ポイ
ントに供給される材料の量が等しい場合にも任意の作業
条件の下で、この装置から得られる製品のサイズに分布
をもたせることができることを知っている。本発明の装
置は、製品のサイズを多相例えば二相分布になるように
容易に構成することが可能である。このような多相の製
品サイズは、一つまたはそれ以上の溝に供給される材料
の量がその他の各溝に対する材料供給量と異なるよう
に、ガイド部材を配置することによって得られる。
か、又は、溝が非対称である場合には該溝の後の面を含
む平面内に延在している。当業者であれば、各紡糸ポイ
ントに供給される材料の量が等しい場合にも任意の作業
条件の下で、この装置から得られる製品のサイズに分布
をもたせることができることを知っている。本発明の装
置は、製品のサイズを多相例えば二相分布になるように
容易に構成することが可能である。このような多相の製
品サイズは、一つまたはそれ以上の溝に供給される材料
の量がその他の各溝に対する材料供給量と異なるよう
に、ガイド部材を配置することによって得られる。
【００１３】本発明の好適例においては、遠心紡糸装置
は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部材と、該
紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部材に出口
を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸部材はカ
ップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍から、液状材
料が紡出される前記環状部材の端部に向かって延びる領
域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、前記部材の
端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有し、該紡糸ポ
イントは前記部材の外周面の半径より中心軸から離れた
半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内周面から外周
面に向かって前記端部を横断して延在して前記紡糸ポイ
ントに液状の材料を供給する溝を具えている。
は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部材と、該
紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部材に出口
を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸部材はカ
ップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍から、液状材
料が紡出される前記環状部材の端部に向かって延びる領
域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、前記部材の
端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有し、該紡糸ポ
イントは前記部材の外周面の半径より中心軸から離れた
半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内周面から外周
面に向かって前記端部を横断して延在して前記紡糸ポイ
ントに液状の材料を供給する溝を具えている。
【００１４】本発明の別の実施例においては、遠心紡糸
装置は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部材
と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部材
に出口を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸部
材はカップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍から、
液状材料が紡出される前記環状部材の端部に向かって延
びる領域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、前記
部材の端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有し、該
紡糸ポイントは前記部材の外周面の半径より中心軸から
離れた半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内周面か
ら外周面に向かって前記端部を横断して延在して前記紡
糸ポイントに液状の材料を供給する溝と、前記紡糸部材
の内周面に前記溝の入口同士の間の箇所に取付けられた
ガイド部材とを具えていることが望ましい。
装置は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部材
と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部材
に出口を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸部
材はカップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍から、
液状材料が紡出される前記環状部材の端部に向かって延
びる領域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、前記
部材の端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有し、該
紡糸ポイントは前記部材の外周面の半径より中心軸から
離れた半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内周面か
ら外周面に向かって前記端部を横断して延在して前記紡
糸ポイントに液状の材料を供給する溝と、前記紡糸部材
の内周面に前記溝の入口同士の間の箇所に取付けられた
ガイド部材とを具えていることが望ましい。
【００１５】本発明の更に別の実施例においては、遠心
紡糸装置は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部
材と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部
材に出口を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸
部材はカップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍か
ら、液状材料が紡出される前記環状部材の端部に向かっ
て延びる領域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、
前記部材の端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有
し、該紡糸ポイントは前記部材の外周面の半径より中心
軸から離れた半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内
周面から外周面に向かって前記端部を横断して延在して
前記紡糸ポイントに液状の材料を供給する溝を有し、該
溝は非対称形をなし、該部材の回転方向に関して後側の
面を有し、該面は直径平面、又は該直径平面と鋭角で交
差し中心軸に平行に延在する平面内に実質的に存在し、
また更に、紡糸部材は前記紡糸部材の内周面に前記溝の
入口同士の間の箇所に取付けられたガイド部材とを具え
ていることが望ましい。
紡糸装置は中心軸に回転自在に取付けられた環状紡糸部
材と、該紡糸部材を回転させる駆動手段と、前記紡糸部
材に出口を有する材料供給手段とを具え、前記環状紡糸
部材はカップ型をなし、材料供給手段の出口の近傍か
ら、液状材料が紡出される前記環状部材の端部に向かっ
て延びる領域全体にわたって比較的平滑な内面を有し、
前記部材の端部はその外周に複数の紡糸ポイントを有
し、該紡糸ポイントは前記部材の外周面の半径より中心
軸から離れた半径位置に存在し、更に、紡糸部材は、内
周面から外周面に向かって前記端部を横断して延在して
前記紡糸ポイントに液状の材料を供給する溝を有し、該
溝は非対称形をなし、該部材の回転方向に関して後側の
面を有し、該面は直径平面、又は該直径平面と鋭角で交
差し中心軸に平行に延在する平面内に実質的に存在し、
また更に、紡糸部材は前記紡糸部材の内周面に前記溝の
入口同士の間の箇所に取付けられたガイド部材とを具え
ていることが望ましい。
【００１６】前記駆動手段は、紡糸部材を適宜な回転速
度、紡糸部材の直径にもよるが通常は1000 rpm以上、望
ましくは3000 rpm〜25000 rpm の範囲の回転速度で駆動
できるものであればどんなものでもよい。この駆動手段
は、モータとこれに関連する制御装置を具えている。供
給手段は、紡糸部材に設けられたその出口を形成するか
又はその近傍にある分配手段を組み込んだ適宜な供給チ
ューブであればよい。紡糸部材がカップ型をなしている
場合には、この供給手段は閉鎖されている端面から該部
材に入り込んでいる。通常、供給手段は中心軸と同心的
に取付けられ、該紡糸部材を中心軸に回転自在に支持す
る支持体を形成している。別の例では、供給手段は中心
軸に平行に取付けられることも可能である。
度、紡糸部材の直径にもよるが通常は1000 rpm以上、望
ましくは3000 rpm〜25000 rpm の範囲の回転速度で駆動
できるものであればどんなものでもよい。この駆動手段
は、モータとこれに関連する制御装置を具えている。供
給手段は、紡糸部材に設けられたその出口を形成するか
又はその近傍にある分配手段を組み込んだ適宜な供給チ
ューブであればよい。紡糸部材がカップ型をなしている
場合には、この供給手段は閉鎖されている端面から該部
材に入り込んでいる。通常、供給手段は中心軸と同心的
に取付けられ、該紡糸部材を中心軸に回転自在に支持す
る支持体を形成している。別の例では、供給手段は中心
軸に平行に取付けられることも可能である。
【００１７】本発明の装置の紡糸部材はガスポンプとし
ての機能する傾向があり、従って、装置内のガス流の制
御はかなり困難である。その結果、実際的には、少なく
とも紡糸部材の紡糸端の近傍領域を実質的に充填する補
完的インサート部材を紡糸部材に設けることによってこ
うした問題を解決することが望ましい。紡糸部材とイン
サートとの間の環状間隙は比較的小さく、境界層ポンプ
効果（boundary layerpumping effect)を避けるため
に、通常は約５mmを越えないことを要する。
ての機能する傾向があり、従って、装置内のガス流の制
御はかなり困難である。その結果、実際的には、少なく
とも紡糸部材の紡糸端の近傍領域を実質的に充填する補
完的インサート部材を紡糸部材に設けることによってこ
うした問題を解決することが望ましい。紡糸部材とイン
サートとの間の環状間隙は比較的小さく、境界層ポンプ
効果（boundary layerpumping effect)を避けるため
に、通常は約５mmを越えないことを要する。
【００１８】供給手段の出口に対面するこのインサート
部材の表面は、軸方向に紡糸部材に供給される材料を限
定し、出口から紡糸部材の内周面までの分布流経路の一
部を形成する。本発明の装置は液状の材料、即ち溶液や
溶融物（場合によっては分散系や粒状材料を含有する）
から種々の形態の製品を紡出するのに好適であり、製品
としては、比較的長く連続した繊維，短い繊維，粒子，
粉末等が挙げられる。溶液が加熱されたり、材料が溶融
物から紡糸される場合、この装置は誘導加熱コイル等の
ヒータ手段を具えることができる。材料が溶融物から紡
糸される場合、この材料は溶融物として紡糸部材に供給
され、このヒータ手段によって溶融状態に維持される
か、又は紡糸部材に粉末やペレット等の使い易い形態で
供給され、ヒータ手段によって紡糸部材の内部で加熱さ
れて該部材の表面で溶融物を形成する。
部材の表面は、軸方向に紡糸部材に供給される材料を限
定し、出口から紡糸部材の内周面までの分布流経路の一
部を形成する。本発明の装置は液状の材料、即ち溶液や
溶融物（場合によっては分散系や粒状材料を含有する）
から種々の形態の製品を紡出するのに好適であり、製品
としては、比較的長く連続した繊維，短い繊維，粒子，
粉末等が挙げられる。溶液が加熱されたり、材料が溶融
物から紡糸される場合、この装置は誘導加熱コイル等の
ヒータ手段を具えることができる。材料が溶融物から紡
糸される場合、この材料は溶融物として紡糸部材に供給
され、このヒータ手段によって溶融状態に維持される
か、又は紡糸部材に粉末やペレット等の使い易い形態で
供給され、ヒータ手段によって紡糸部材の内部で加熱さ
れて該部材の表面で溶融物を形成する。
【００１９】本発明の装置は、所望の製品形態を得るた
めに、常温，冷却又は加熱された空気やその他のガスを
供給するための適宜な送風手段を組み込むことも可能で
ある。本発明の装置で得られた製品は、例えば繊維状製
品の場合にはコンベアやロータリドラムによって、又、
粒子や粉末の場合にはサイクロンコレクタによって集め
られる。
めに、常温，冷却又は加熱された空気やその他のガスを
供給するための適宜な送風手段を組み込むことも可能で
ある。本発明の装置で得られた製品は、例えば繊維状製
品の場合にはコンベアやロータリドラムによって、又、
粒子や粉末の場合にはサイクロンコレクタによって集め
られる。
【００２０】紡糸部材は一つのみでなく、装置内に複数
の部材を積層したり、並列したりして使用することがで
きる。以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明
を更に詳細に説明する。
の部材を積層したり、並列したりして使用することがで
きる。以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発明
を更に詳細に説明する。
【００２１】
【実施例】遠心紡糸装置１０（図１）はベース１４に取
付けられたハウジング１２を有し、その内部には、垂直
軸１６に駆動機構（図示しない）によって回転自在にカ
ップ型の紡糸部材１８が装着されている。ハウジング１
２の上端には送風機構２０，２２が設けられ、これを通
じて空気その他のガスの主流と補助流がそれぞれ供給さ
れている。これらの空気又はガス流は用途に応じて環境
温度のままであったり、クーラやヒータ（図示しない）
によって冷却又は加熱されたものであってもよい。ハウ
ジング１２の下端には排気ダクト２４とコンベア２６が
設置され、これによってハウジング１２から製品が運び
出される。
付けられたハウジング１２を有し、その内部には、垂直
軸１６に駆動機構（図示しない）によって回転自在にカ
ップ型の紡糸部材１８が装着されている。ハウジング１
２の上端には送風機構２０，２２が設けられ、これを通
じて空気その他のガスの主流と補助流がそれぞれ供給さ
れている。これらの空気又はガス流は用途に応じて環境
温度のままであったり、クーラやヒータ（図示しない）
によって冷却又は加熱されたものであってもよい。ハウ
ジング１２の下端には排気ダクト２４とコンベア２６が
設置され、これによってハウジング１２から製品が運び
出される。
【００２２】スクリューコンベア等の図示しない適宜な
供給機構を具えたフィードホッパ３０が、送風機構２０
内に中心軸１６と同軸に取付けられた供給チューブ３２
を経て紡糸部材１８に材料を供給するために配置されて
いる。この供給チューブ３２は紡糸部材１８の内部でそ
の閉鎖端近傍に出口を具えている。図示されているよう
に、ホッパ３０は粒状のポリマ材料３４を貯留してい
る。紡糸部材１８は適宜な電源と制御手段（図示しな
い）に接続された誘導コイル３６等のヒータ手段を有
し、更に、装置１０内及び部材１８内のガスの渦流を少
なくするインサート部材３８を具えている。
供給機構を具えたフィードホッパ３０が、送風機構２０
内に中心軸１６と同軸に取付けられた供給チューブ３２
を経て紡糸部材１８に材料を供給するために配置されて
いる。この供給チューブ３２は紡糸部材１８の内部でそ
の閉鎖端近傍に出口を具えている。図示されているよう
に、ホッパ３０は粒状のポリマ材料３４を貯留してい
る。紡糸部材１８は適宜な電源と制御手段（図示しな
い）に接続された誘導コイル３６等のヒータ手段を有
し、更に、装置１０内及び部材１８内のガスの渦流を少
なくするインサート部材３８を具えている。
【００２３】図２，３に示す第１実施例によれば、紡糸
部材１８は、平らなベース４０と該ベース４０から延び
た円筒壁４２を有するカップ型部材である。紡糸部材１
８のベース４０は中心孔４４を有し、これを通って供給
チューブ３２が延び、又、ベース４０には紡糸部材１８
を中心軸１６のまわりで回転自在に駆動手段に取りつけ
るための固定孔４６が設けられている。
部材１８は、平らなベース４０と該ベース４０から延び
た円筒壁４２を有するカップ型部材である。紡糸部材１
８のベース４０は中心孔４４を有し、これを通って供給
チューブ３２が延び、又、ベース４０には紡糸部材１８
を中心軸１６のまわりで回転自在に駆動手段に取りつけ
るための固定孔４６が設けられている。
【００２４】紡糸部材１８の円筒壁４２の内面４８は、
ベース４０から紡糸部材１８の底縁５０まで広がる領域
全体にわたって平滑（滑らか）に形成されている。紡糸
部材１８の底縁５０は斜めに形成され、底縁５０を取り
囲むほぼ円錐台状の表面は図３に示すようにα（両側で
２α）の傾斜角をなし、αは４５°である。溝５２は紡
糸部材１８の内周面４８から紡糸部材１８の外周面まで
底縁５０を横切って延在している。溝５２の中心線又は
底部５４と頂部５６はそれぞれに直径平面（直径を通る
平面）内に存在している。
ベース４０から紡糸部材１８の底縁５０まで広がる領域
全体にわたって平滑（滑らか）に形成されている。紡糸
部材１８の底縁５０は斜めに形成され、底縁５０を取り
囲むほぼ円錐台状の表面は図３に示すようにα（両側で
２α）の傾斜角をなし、αは４５°である。溝５２は紡
糸部材１８の内周面４８から紡糸部材１８の外周面まで
底縁５０を横切って延在している。溝５２の中心線又は
底部５４と頂部５６はそれぞれに直径平面（直径を通る
平面）内に存在している。
【００２５】溝５２は、紡糸部材１８の外周面のＶ字型
構造６０によって形成される紡糸ポイント５８で終わっ
ている。Ｖ字型構造６０は紡糸部材１８の外周面の半径
より中心軸から離れた半径位置に存在する。Ｖ字型構造
６０は紡糸部材１８のベース４０に平行な共通平面内に
存在している。Ｖ字型構造６０に隣接する紡糸部材１８
の外周面の一部は外向きに滑らかに拡がり、この拡がっ
た領域６２が存在している円錐台面はβ（両側で２β）
の傾斜角（β＝１５°）（図３参照）を有する。深さが
７０mmで直径が１００mmの紡糸部材１８の場合、１２０
〜１８０個の紡糸ポイント５８を有する。
構造６０によって形成される紡糸ポイント５８で終わっ
ている。Ｖ字型構造６０は紡糸部材１８の外周面の半径
より中心軸から離れた半径位置に存在する。Ｖ字型構造
６０は紡糸部材１８のベース４０に平行な共通平面内に
存在している。Ｖ字型構造６０に隣接する紡糸部材１８
の外周面の一部は外向きに滑らかに拡がり、この拡がっ
た領域６２が存在している円錐台面はβ（両側で２β）
の傾斜角（β＝１５°）（図３参照）を有する。深さが
７０mmで直径が１００mmの紡糸部材１８の場合、１２０
〜１８０個の紡糸ポイント５８を有する。
【００２６】直径平面内に配置されたガイドフィン６４
が溝５２同士の間に設置され、部材１８の内周面の下部
領域に設けられている。装置１０を使用する際に、部材
１８は所望の速度で回転駆動され、紡糸されるべき材料
の溶液や材料の粒子が該部材１８に供給され、部材１８
のベース４０とインサート部材３６の隣接する表面との
間に形成された環状供給通路に送られる。該材料は遠心
力によってベース４０の外周に押しやられ、部材１８の
内周面４８を降下する。遠心力の影響を受けて溶液又は
溶融状態の材料は部材１８の内周面上に実質的に均一な
フィルムを形成する。溶液又は溶融物のフィルムがフィ
ン６４に到達すると、該フィルムは実質的に均等な複数
の流れに分割され、溝５２の入口までガイドされる。次
いで、溶液又は溶融物は溝５２に沿って紡糸ポイント５
８まで流れ、そこから個々のフィラメントとして紡出さ
れる。紡糸条件に応じて、溶剤が蒸発除去され又は溶融
物が冷却された後に、これらのフィラメントは連続又は
不連続のフィラメントのままで留まったり、又はばらば
らに千切れて粒状／粉末状の製品になったりする。
が溝５２同士の間に設置され、部材１８の内周面の下部
領域に設けられている。装置１０を使用する際に、部材
１８は所望の速度で回転駆動され、紡糸されるべき材料
の溶液や材料の粒子が該部材１８に供給され、部材１８
のベース４０とインサート部材３６の隣接する表面との
間に形成された環状供給通路に送られる。該材料は遠心
力によってベース４０の外周に押しやられ、部材１８の
内周面４８を降下する。遠心力の影響を受けて溶液又は
溶融状態の材料は部材１８の内周面上に実質的に均一な
フィルムを形成する。溶液又は溶融物のフィルムがフィ
ン６４に到達すると、該フィルムは実質的に均等な複数
の流れに分割され、溝５２の入口までガイドされる。次
いで、溶液又は溶融物は溝５２に沿って紡糸ポイント５
８まで流れ、そこから個々のフィラメントとして紡出さ
れる。紡糸条件に応じて、溶剤が蒸発除去され又は溶融
物が冷却された後に、これらのフィラメントは連続又は
不連続のフィラメントのままで留まったり、又はばらば
らに千切れて粒状／粉末状の製品になったりする。
【００２７】図４に示す実施例においては溝５２は非対
称形であり、部材の回転方向（図のＡ方向）に関して溝
５２の後方の面５３は直径平面Ｄ内に存在している。溝
５２の前面は後面５３に対して３０°傾いている。溝５
２の後面５３が直径平面Ｄ内に存在しているので、溶液
又は溶融物は溝の頂部を越えて隣接する溝に流れ込むよ
りも、溝５２に沿って紡糸ポイント５８に流れる傾向が
大きくなる。
称形であり、部材の回転方向（図のＡ方向）に関して溝
５２の後方の面５３は直径平面Ｄ内に存在している。溝
５２の前面は後面５３に対して３０°傾いている。溝５
２の後面５３が直径平面Ｄ内に存在しているので、溶液
又は溶融物は溝の頂部を越えて隣接する溝に流れ込むよ
りも、溝５２に沿って紡糸ポイント５８に流れる傾向が
大きくなる。
【００２８】図５に示す別の例においては、溝５２の後
面５３は溝５２のベースに沿って直径平面Ｄと交差する
平面内に存在している。これらの平面は、矢印Ａで示さ
れた回転方向に平面Ｄに対して１０°の角度をなしてい
る。図５には更に他の例が示されている。フィン６４が
溝５２の後面５３と同じ平面内に存在している。フィン
６４がこのように傾斜しているので、面４８から溝５２
への材料の移転が更に円滑に行われる。
面５３は溝５２のベースに沿って直径平面Ｄと交差する
平面内に存在している。これらの平面は、矢印Ａで示さ
れた回転方向に平面Ｄに対して１０°の角度をなしてい
る。図５には更に他の例が示されている。フィン６４が
溝５２の後面５３と同じ平面内に存在している。フィン
６４がこのように傾斜しているので、面４８から溝５２
への材料の移転が更に円滑に行われる。
【００２９】図６の例においては、溝５２は図４の溝と
同じであるが、溝の後面５３は直径平面Ｄと１０°の角
度で交差し、中心軸１６に平行な直線に沿った平面Ｉ内
に存在している。紡糸ポイント５８から紡出されるフィ
ラメントに半径方向成分に加えて円周方向成分が働くの
で、フィラメントの安定性が増加し、紡糸ポイントから
千切れて飛び散る傾向が少なくなる。更に、フィラメン
トは断面６０の後縁から紡出されるよりもＶ字型断面の
実際の先端から紡出される傾向が強くなる。
同じであるが、溝の後面５３は直径平面Ｄと１０°の角
度で交差し、中心軸１６に平行な直線に沿った平面Ｉ内
に存在している。紡糸ポイント５８から紡出されるフィ
ラメントに半径方向成分に加えて円周方向成分が働くの
で、フィラメントの安定性が増加し、紡糸ポイントから
千切れて飛び散る傾向が少なくなる。更に、フィラメン
トは断面６０の後縁から紡出されるよりもＶ字型断面の
実際の先端から紡出される傾向が強くなる。
【００３０】図７に示す例においては、溝５２Ｂの両側
の二つの溝５２Ａが満たされている。各溝５２Ａには拡
大されたガイドフィン６４Ａが連携している。使用に際
し、フィン６４Ａは通常は三つの溝に分配されるべき量
の材料を溝５２Ｂに供給する。溝５２Ｂから流れる多量
の材料によって、溝５２からの材料の紡出によって得ら
れるサイズの分布とは異なる二相の製品サイズ分布が得
られる。
の二つの溝５２Ａが満たされている。各溝５２Ａには拡
大されたガイドフィン６４Ａが連携している。使用に際
し、フィン６４Ａは通常は三つの溝に分配されるべき量
の材料を溝５２Ｂに供給する。溝５２Ｂから流れる多量
の材料によって、溝５２からの材料の紡出によって得ら
れるサイズの分布とは異なる二相の製品サイズ分布が得
られる。
【００３１】一組以上の溝５２Ａと５２Ｂを紡糸部材１
８の外周面の周囲に設けてもよく、又、含まれる溝の数
を２とか４にすることもできる。更に、三相分布等の多
相分布を得ることも容易なことは言うまでもない。図示
の各例はそれぞれ組み合わせて使用することもできる。
図１の装置は例示的に示したもに過ぎず、本発明はこれ
に限定されるものではない。この装置は繊維の紡出、ス
プレー乾燥等の使用目的に応じて種々の改変を行うこと
が可能である。
８の外周面の周囲に設けてもよく、又、含まれる溝の数
を２とか４にすることもできる。更に、三相分布等の多
相分布を得ることも容易なことは言うまでもない。図示
の各例はそれぞれ組み合わせて使用することもできる。
図１の装置は例示的に示したもに過ぎず、本発明はこれ
に限定されるものではない。この装置は繊維の紡出、ス
プレー乾燥等の使用目的に応じて種々の改変を行うこと
が可能である。
【００３２】本発明は次のような好適形態をとることも
可能である。 １）紡糸部材はカップ型をなし、その閉鎖端面で中心軸
に回転可能に取付けられている。 ２）該紡糸部材は両端が開いた環状スリーブの形をし、
該スリーブのほぼ中心に設置された手段によって中心軸
に回転自在に取付けられている。
可能である。 １）紡糸部材はカップ型をなし、その閉鎖端面で中心軸
に回転可能に取付けられている。 ２）該紡糸部材は両端が開いた環状スリーブの形をし、
該スリーブのほぼ中心に設置された手段によって中心軸
に回転自在に取付けられている。
【００３３】３）内周面の滑らかな領域は実質的に円筒
状をなしている。 ４）紡糸ポイントは前記溝の外端に一致するＶ字型断面
によって形成される。 ５）特徴４と組み合わせて、溝とそのＶ字型断面とが対
称形であり、溝の対称面は直径平面か、これに鋭角で交
差し前記軸に平行な直線に沿う平面と一致している。
状をなしている。 ４）紡糸ポイントは前記溝の外端に一致するＶ字型断面
によって形成される。 ５）特徴４と組み合わせて、溝とそのＶ字型断面とが対
称形であり、溝の対称面は直径平面か、これに鋭角で交
差し前記軸に平行な直線に沿う平面と一致している。
【００３４】６）特徴４と組み合わせて、溝とそのＶ字
型断面とが非対称形であり、各溝のベースは実質的に直
径平面内に存在するか、又はこれに鋭角で交差し前記軸
に平行な直線に沿う平面内に存在している。 ７）特徴６と組み合わせて、前記部材の回転方向に関し
て各溝の後面は溝のベースが存在している平面内に存在
するか、又は溝のベースが存在している平面にベースに
沿って鋭角で交差する平面内に存在する。
型断面とが非対称形であり、各溝のベースは実質的に直
径平面内に存在するか、又はこれに鋭角で交差し前記軸
に平行な直線に沿う平面内に存在している。 ７）特徴６と組み合わせて、前記部材の回転方向に関し
て各溝の後面は溝のベースが存在している平面内に存在
するか、又は溝のベースが存在している平面にベースに
沿って鋭角で交差する平面内に存在する。
【００３５】８）紡糸ポイントは、紡糸ポイントに隣接
する部材の外周面の半径よりも中心軸から離れた半径位
置に形成されている。 ９）材料が紡出される前記部材の端部は傾斜しており、
これによって該端部は部材の内周面から該端部の外周面
に向かって外向きに拡がっている。 １０）紡糸部材の内周面には溝の入口間の箇所にガイド
部材が装着され、該ガイド部材は、使用に際し、紡糸部
材の内周面の平滑領域に形成された液状材料のフィルム
を、それが前記溝に到達する前に複数の流れに分割する
長さを持っている。
する部材の外周面の半径よりも中心軸から離れた半径位
置に形成されている。 ９）材料が紡出される前記部材の端部は傾斜しており、
これによって該端部は部材の内周面から該端部の外周面
に向かって外向きに拡がっている。 １０）紡糸部材の内周面には溝の入口間の箇所にガイド
部材が装着され、該ガイド部材は、使用に際し、紡糸部
材の内周面の平滑領域に形成された液状材料のフィルム
を、それが前記溝に到達する前に複数の流れに分割する
長さを持っている。
【図１】本発明の紡糸部材を組み込んだ遠心紡糸装置の
模式的側断面図、
模式的側断面図、
【図２】紡糸ポイントを示す本発明の紡糸部材の底面
図、
図、
【図３】図２のIII-III 線に沿う断面図、
【図４】本発明の第２実施例の紡糸部材の一部を示す底
面図、
面図、
【図５】同じく第２実施例の変形を示す底面図、
【図６】同じく第２実施例の他の変形を示す底面図、
【図７】図５の紡糸部材の一部の内部側断面図である。
１０…遠心紡糸装置 １２…ハウジング １４…ベース １６…中心軸 １８…紡糸部材 ３８…インサート部材 ４０…ベース ４２…円筒状壁 ５０…縁 ５２…溝 ６０…溝断面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−114922（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開3326831（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D01D 5/08 D01D 5/18
Claims (1)
- 【請求項１】 中心軸のまわりで回転自在に取付けられ
た環状の紡糸部材と、該紡糸部材を回転させる駆動手段
と、前記紡糸部材内に出口を有する材料供給手段とを具
え、前記紡糸部材は、前記材料供給手段の前記出口から
液状材料が紡糸される該紡糸部材の端部に向かって軸方
向に延びる領域にわたって比較的に滑らかな内面を有
し、該紡糸部材の前記端部は、該紡糸部材の外周面の半
径より中心軸から離れた半径位置に存在するＶ字型の構
造として形成された複数の紡糸ポイントと、前記内面か
ら前記外周の紡糸ポイントまで前記端部を横断して延在
し、液状材料を前記紡糸ポイントに供給する溝とを有す
る遠心紡糸装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909017157A GB9017157D0 (en) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | Centrifugal spinning |
| GB90171570 | 1990-08-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240203A JPH04240203A (ja) | 1992-08-27 |
| JP3309089B2 true JP3309089B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=10680196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19298891A Expired - Fee Related JP3309089B2 (ja) | 1990-08-03 | 1991-08-01 | 遠心紡糸装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5460498A (ja) |
| EP (1) | EP0469743B1 (ja) |
| JP (1) | JP3309089B2 (ja) |
| AT (1) | ATE112182T1 (ja) |
| DE (1) | DE69104303T2 (ja) |
| DK (1) | DK0469743T3 (ja) |
| ES (1) | ES2060305T3 (ja) |
| FI (1) | FI913708A (ja) |
| GB (1) | GB9017157D0 (ja) |
| NO (1) | NO913016L (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015002419A1 (ko) * | 2013-07-04 | 2015-01-08 | 주식회사 유성텔레콤 | 원심방사장치 |
| WO2015002418A1 (ko) * | 2013-07-04 | 2015-01-08 | 주식회사 유성텔레콤 | 원심방사장치 |
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| US5928550A (en) * | 1997-04-18 | 1999-07-27 | Gold Medal Products Co. | Popcorn popper with induction heating |
| GB9927950D0 (en) * | 1999-11-27 | 2000-01-26 | Knight David P | Apparatus and method for forming materials |
| US6585504B2 (en) | 2000-11-30 | 2003-07-01 | Gold Medal Products Company, Inc. | Cotton candy apparatus utilizing spinner head with film heater |
| US6752071B1 (en) | 2002-02-15 | 2004-06-22 | Gold Medal Products Company | Thick film heater for a popcorn popper |
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| US20050238774A1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-10-27 | Gold Medal Products Co. | Cotton candy machine |
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| JP2010180499A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Panasonic Corp | ナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法 |
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| US9217211B2 (en) | 2009-03-24 | 2015-12-22 | North Carolina State University | Method for fabricating nanofibers |
| US8551378B2 (en) * | 2009-03-24 | 2013-10-08 | North Carolina State University | Nanospinning of polymer fibers from sheared solutions |
| WO2012109215A2 (en) | 2011-02-07 | 2012-08-16 | Fiberio Technology Corporation | Apparatuses and methods for the production of microfibers and nanofibers |
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| WO2019218981A1 (zh) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 苏州极目机器人科技有限公司 | 一种离心雾化结构及具有该离心雾化结构的喷洒装置、离心雾化装置、驱动装置及双驱动喷洒装置 |
| US11427937B2 (en) | 2019-02-20 | 2022-08-30 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Handheld/portable apparatus for the production of microfibers, submicron fibers and nanofibers |
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|---|---|---|---|---|
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