JPH0224886B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶融材料から直接に箔片を製造す
る装置、特に、溶融材料が射出されるノズルに関
する。

従来、細長い固体生成物（以下、フイラメント
という。）を溶融材料から直接に製造する装置と
しては、例えば第１図および第２図に示すような
もの（特公昭52−22898号公報）がある。この製
造装置は、断面Ｖ字形の外周縁１ａを複数の半円
形の溝１ｂによつて不連続にした冷却部材１と、
この冷却部材１を高速で回転するための図示しな
い回転装置と、前記冷却部材１にフイラメント材
料を溶融して供給する図示しない溶融装置とから
なる。そして、回転する冷却部材１の外周縁１ａ
の先端に、上方から溶融材料２を供給し、この冷
却部材１で、供給された溶融材料２の熱を抽出し
て該溶融材料２の少なくとも一部を凝固させると
共に、この溶融材料２を冷却部材１の遠心力で飛
散させて前記外周縁１ａから剥離し、この工程を
連続して行うことにより、前記溝１ｂによつて区
切られた外周縁の一区分の長さに相当する長さの
フイラメント３を、連続して多数製造することが
できる。なお、前記フイラメント３は、冷却部材
１の外周縁の一区分の長さを短かくする程、その
長さを短かくすることができる。

しかしながら、前述の従来技術としてのフイラ
メント製造装置にあつては、冷却部材１の外周縁
１ａの形状が、円周方向に連続する尖塔形をなし
ているため、製造できる固体生成物が細長いフイ
ラメント３に限られていた。

そこでこの発明者らは、第３図に図示するよう
に、溶融材料から直接に箔片を製造することがで
き、しかも、一度に多数の箔片を製造することが
できる製造を発明し、先にその出願を行なつた
（特願昭57−58515号、発明の名称：箔片製造装
置）。この先行技術としての箔片製造装置は、互
いに交差する方向に巻回する螺旋溝４ａ，４ｂを
設けて、筒体の外周面に四辺形をなす多数の小面
６を形成した採熱ドラム１０と、この採熱ドラム
１０を高速度で回転するための回転装置１１と、
前記採熱ドラム１０の外周面に対向するノズル１
２を備え、かつ、このノズル１２から溶融材料２
を流出して、採熱ドラム１０の外周面に前記溶融
材料２を連続して供給する溶融装置１３と、から
なることを特徴としている。

かかる先行技術としての箔片製造装置にあつて
は、面積の微少な箔片２３を連続して多数個製造
することができた。この箔片製造装置にあつて
も、ノズル１２は必要に応じて所定のものと適宜
交換する必要がある。例えば、箔片２３の生産量
を調整する等を目的として、射出口の大きさの異
なるノズル１２に交換する必要がある場合があ
り、このため、外部から簡単かつ迅速に交換作業
が行なえるように、押え治具３０を用いて該ノズ
ル１２を締付固定するようにしている。

ところが、ノズル１２の射出口から溶融材料２
を帯状にして射出すると、帯状をなす射出流は、
それ自体の表面張力により、該射出口から略５mm
離れた位置で、該射出流の両側が内側に偏寄して
断面が円形に変形してしまうということが明らか
となつた。したがつて、溶融材料２を帯状にして
採熱ドラム１０の外周面に連続供給するために
は、採熱ドラム１０外周面を、射出口との距離が
５mm以内となるように、該射出口に近接させる必
要がある。しかしながら、ノズル１２は円板形を
なしており、しかも、前述したように押え治具３
０によつて溶融槽７側に着脱可能に締付固定して
いる。このため、前記押え治具３０が障害とな
り、採熱ドラム１０をノズル１２射出口にあまり
近づけることができず、その結果、該射出口から
射出される溶融材料２は、当初は帯状であつたも
のが採熱ドラム１０外周面に到達するときには断
面円形に変形してしまい、採熱ドラム１０外周面
の広い範囲に渡つて溶融材料２を供給しようとす
る当初の目的を達成することができず、採熱ドラ
ム１０の有効利用を図ることができないという不
十分な点が残されていた。

これらの発明は、このような先行技術の不十分
な点に鑑みてなされたものであり、これらの発明
の目的は、ノズルの射出口に採熱ドラムの外周面
を可及的に近接させることができる箔片製造装置
を提供することにあり、さらに、この発明の目的
は、射出口と採熱ドラム外周面との距離を所定範
囲で調整可能とすることにより、溶融材料の射出
流を帯状に安定させて採熱ドラムに供給できるよ
うにして、箔片の生産能率の高い装置を提供する
ことにある。

而して、この出願は、第４図ないし第７図に示
す実施例のように、外周面に多数の小面６を有
し、かつ、高速度で回転される採熱ドラム１０
と、この採熱ドラム１０の外周面に対向し、か
つ、溶融材料２が収容された溶融槽１７に着脱可
能に取り付けられたノズル１２とを備え、前記溶
融材料２を前記ノズル１２から射出させて前記採
熱ドラム１０の小面６に連続して供給し、この小
面６で前記溶融材料２の熱を奪つて少なくとも部
分的に固化させると共に、この固化材料を前記小
面６から剥離させるようにした箔片製造装置にお
いて、前記ノズル１２は、前記溶融槽１７に着脱
可能に支持されるフランジ１２ａと、このフラン
ジ１２ａに連続して一体に形成され、かつ、前記
採熱ドラム１０側に突出する突出部１２ｂとを有
し、この突出部１２ｂの先端に射出口１２ｃを設
け、前記ノズル１２の射出口１２ｃと前記採熱ド
ラム１０の外周面の距離を、0.1〜５mmの範囲で
調整可能としたことを特徴とする箔片製造装置を
提供する。

以下に、添付した図面に従つて、この発明の実
施例を詳述する。

第４図ないし第６図は、この発明の一実施例を
示す図である。

まず、構成を説明すると、第４図に示す１０が
冷却部材たる採熱ドラムであり、筒体をなすこの
採熱ドラム１０の外周面には、その軸方向の一端
から他端まで連続し、かつ、互いに交差する方向
にその軸心線を中心として巻回する複数の螺旋溝
４ａ，４ｂを設け、これにより、該外周面の前記
螺旋溝４ａ，４ｂを除いた部分に、菱形をなす多
数の小面６を形成する。かかる小面６は、両螺旋
溝４ａ，４ｂを採熱ドラム１０の回転方向の後方
にそれぞれ45度の角度をもつて刻設することによ
り、正方形をなすように形成することができる
が、この外にも両螺旋溝４ａ，４ｂの傾斜角度
Q₁，Q₂は ５度＜Q₁又はQ₂＜85度 の範囲で任意に設定することができる。また、採
熱ドラム１０の材質は例えば、銅−クロム合計等
の熱伝導率が高く耐摩耗性の大なる材料によつて
形成し、必要により、内部に冷却水路等を設け
て、溶融材料２からの熱の採取を効率的に行なう
ことができるような構造とする。

８はドラム制御装置であり、このドラム制御装
置８は、前記採熱ドラム１０を高速度で回転駆動
するための回転駆動機構と、後述するノズル１２
と採熱ドラム１０外周面との間の距離を調整する
ための間隙調整機構とを有し、採熱ドラム１０の
シヤフト１０ａとワイパ２０のシヤフト２０ａと
がそれぞれ内部に挿入されている。ノズル１２の
射出口１２ｃと採熱ドラム１０外周面との距離Ｓ
は、少なくとも0.1〜５mmの範囲で移動調整可能
に構成する。かくして、採熱ドラム１０外周面に
設けた小面６の周速度は、このドラム制御装置８
によつて高低速自在に制御される。

また、採熱ドラム１０の下方には箱体（図中
略）を設置し、この箱体内に、採熱ドラム１０の
各小面６から剥離されて飛散した箔片２３が堆積
して収容される。ワイパ２０は、採熱ドラム１０
の遠心力によつて剥離飛散されずに付着したまま
の箔片２３を、小面６から払拭させる。

溶融装置１３は、るつぼを作る黒鉛、石英等の
耐火材、鋳鉄、錬鉄等で形成された溶融槽１７
と、この溶融槽１７を加熱して該溶融槽１７内の
溶融材料２の液温で所定温度に保つための、バー
ナを用いた第１の加熱装置２４と、前記溶融槽１
７を覆う溶融槽カバー２５とを有し、前記採熱ド
ラム１０の上方に配設される。溶融槽１７の下部
には開口を設け、この開口を塞ぐように、ノズル
１２を該溶融槽１７に着脱可能に取り付ける。す
なわち、ノズル１２は、フランジ１２ａと、この
フランジ１２ａに連続して一体に形成され、か
つ、採熱ドラム１０側に突出する突出部１２ｂと
を有し、この突出部１２ｂの先端に射出口１２ｃ
を設ける。射出口１２ｃは、幅の狭い長方形に形
成し、溶融槽１７内に収容されたアルミニウム合
金等の溶融材料２が帯状をなして流出するように
する。

かかるノズル１２は、そのフランジ１２ａ側に
開口する軸方向孔１２ｄを前記溶融槽１７の開口
に合致させ、しかる後、押え治具３０によつてフ
ランジ１２ａを溶融槽１７側に押圧して締付固定
する。前記押え治具３０は、溶融槽１７側に植設
されたボルト３１と、このボルト３１が貫通され
る長孔を中央部に設けた押え板３２と、ボルト３
１に螺合して押え板３２を押圧するナツト３３と
の組合せからなる、複数個の治具組体によつて構
成する。

また、第５，６図に示す２６は、ノズル１２の
突出部１２ｂを加熱するためのバーナを用いた第
２の加熱装置であり、その火炎が突出部に作用す
るように該第２の加熱装置２６を配設し、これに
よつて、ノズル１２内を通る溶融材料２の温度
が、外気温等によつて冷やされて所定温度以下ま
で低下するのを防止する。２２は反射板であり、
ノズル１２を挾んで、第２の加熱装置２６とは逆
側に配置し、該第２の加熱装置２６から供給され
る熱量をノズル１２側に反射して、該ノズルの突
出部１２の突出部１２ｂを略均等に加熱するよう
にする。かかる反射板２２は、具体的には、例え
ば前記押え板３２に一体に固定すると共に、全体
を円弧状に湾曲させて突出部１２ｂを略半周を囲
むようにしている。なお、第４図に示す１９は、
図示しないガス供給源と溶融槽１７とを連通する
連通管であり、ガス供給源からは、大気またはア
ルゴン等の不活性ガスが供給される。２１は温度
計であり、溶融材料２の温度を検知する。

つぎに作用を説明する。

まず、溶融装置１３内に溶融材料２を蓄える。
例えば、図示しない溶解炉で、溶解した溶融材料
２を溶融槽１７内に収容すると共に、第１の加熱
装置２４により加熱して溶融材料２を常時所定の
温度に保持する。この溶融材料２の温度調節は、
図示しない温度調節装置によつて自動的に制御さ
れるが、温度計２１によつてそのときの温度を作
業者が視覚で確認することができる。そして、図
示しないガス供給源から連通管１９を介して溶融
槽１７内に、大気または一定の圧力を有するアル
ゴンガスを供給し、溶融材料２に所定の圧力を付
与してノズル１２から帯状に射出させる。

一方、ドラム制御前記８の、回転駆動機構の作
動により採熱ドラム１０を高速回転させると共
に、間隙調整機構を作動させて、ノズル１２の射
出口１２ｃと採熱ドラム１０の外周面との距離
を、最も効率よく所定形状の箔片２３が得られる
ように0.1〜５mmの範囲で所望の間隙に調節設定
する。

採熱ドラム１０の外周面に供給された溶融材料
２は、採熱ドラム１０の回転により、その外周面
において平面的に展開される。そして、外周面上
の溶融材料２は、小面６を形成する螺旋溝４ａ，
４ｂによつて四辺が共に切断され、これにより、
小面６上に、それぞれ一定の長さに切断された溶
融材料片、すなわち、前記小面６と等しい形状を
なす箔片２３が付着して形成される。

前記箔片２３の厚さは、採熱ドラム１０の周速
度、溶融材料２の温度、スーパーヒーテイング量
（過熱量）、流速およびその粘性等によつて決定さ
れるため、これらは予め好適な製造条件に設定し
ておく必要がある。

採熱ドラム１０の各小面６に付着して箔片２３
は、それぞれ採熱ドラム１０に熱を奪われてその
一部または全部が凝固すると共に、採熱ドラム１
０の回転に伴う遠心力により、各小面６からそれ
ぞれ剥離されて飛散する。そして、飛行中の箔片
２３が、囲りの雰囲気によりさらに冷却されて完
全に凝固し、このようにして、所定の箔片２３が
製造される。したがつて、溶融材料２が供給され
る範囲内に存在する小面６の数だけ箔片２３を一
度に製造することができる。そして、回転してい
る採熱ドラム１０に溶融材料２が連続して供給さ
れるため、箔片２３の製造を連続して行なうこと
ができ、その製造効率を著しく高いものとするこ
とができる。しかも、採熱ドラム１０に供給され
た溶融材料２のすべてを箔片２３にすることがで
きる。

前記ノズル１２の射出口１２ｃは、溶融槽１７
から大きく突出しているため、採熱ドラム１０の
外周面を該射出口１２ｃに可及的に接近すること
ができる。このため、射出口１２ｃから帯状にな
つて流出する溶融材料２を、帯状のまま採熱ドラ
ム１０外周面に供給することができ、したがつ
て、広い範囲にある小面に溶融材料２が供給され
るため、箔片の生産効率を大幅に向上させること
ができる。しかも、第２の加熱装置２６によつて
ノズル１２の突出部１２ｂを常時加熱しているた
め、該ノズル１２から射出される溶融材料２の液
温を常に適正な精密状態に維持することができ
る。

なお、採熱ドラム１０の遠心力によつても飛散
剥離しない箔片２３が生じた場合でも、ワイパ２
０の払拭作用により、かかる箔片２３を確実に各
小面６から剥離することができる。そして、ワイ
パ２０によつて払拭された箔片２３は、自然に飛
散剥離して箔片２３と同様に、箱体内に収容され
て堆積する。

なお、ノズル１２の射出口１２ｃと採熱ドラム
１０の外周面との距離Ｓを変えて試験した結果の
一例を、第８図に示す。この試験は、ノズル１２
から射出した溶融材料２に対して、製造された箔
片２３中の食品の割合（良品率）がどのようにな
るかを調査したものである。

良品か否かの判別は、目標とする箔片の寸法
（1.0mm×1.0mm）の1.5倍の寸法のふるい目をもつ
振動ふるいを用いてふるい分け、ふるいを通過も
のを良品とし、ふるい上に残つたものを不良品と
した。

同図から明らかなように、ノズルと採熱ドラム
との距離が４mm以上になると良品率が低下しはじ
め、５mm、６mmになるにしたがつて不良品の発生
が増え、６mmでは良品率が約30％にまで低下する
ことが分かる。

このように、ノズルと採熱ドラムとの距離を大
きくすると良品率が低下する原因は、溶融材料の
射出により採熱ドラムの外周面に空気流が生じ、
この空気流によつて採熱ドラムの外周面における
溶融材料の接触位置、冷却効率が均一化しないこ
とによるものである。

この図に示した曲線は、溶融材料（金属）の射
出幅、精密、採熱ドラムの外周面のデザインおよ
び回転速度、冷却水温度等の製造条件により、そ
れぞれわずかに変化するが、製造条件を変えても
ノズルと採熱ドラムとの距離が、おおむね５mmを
超えると、良品率が50％以下となる。

したがつて、良品率の箔片の製造効率を高める
ためには、ノズルと採熱ドラムの距離の上限は５
mmに設定する必要がある。

また、ノズルと採熱ドラムとの距離を0.1mm未
満に近接させると、採熱ドラムの外周面にノズル
の突出部先端が接触するおそれがあり、実作業上
の危険性があるので0.1mmを下限とする必要があ
る。

第７図には、この発明の一構成要素たるノズル
１２の他の実施例を示す。

この実施例は、ノズル１２の突出部１２ｂに、
該ノズル１２と一体に第２の加熱装置２６を設け
るようにしたものである。すなわち、突出部１２
ｂの外周を保温材２７で被覆すると共に、この保
温材２７内にヒータ２８を埋設し、このヒータ２
８でノズル１２を加熱することにより、該ノズル
１２内を流れる溶融材料の精密低下を防止する。
ヒータ２８の具体例としては、例えば、ニクロム
線を用いた発熱体等を使用することができる。こ
のようにノズル１２を構成することによつても、
前記実施例と同様の効果を得ることができる。

以上説明してきたように、この発明では、フラ
ンジと、このフランジに連続して一体に形成さ
れ、かつ、採熱ドラム側に突出する突出部とから
なり、この突出部の先端には射出口を設けてノズ
ルを構成し、ノズルの射出口と採熱ドラムの外周
面との距離を、0.1〜５mmの範囲で調整可能とし
た。このため、ノズルの射出口を採熱ドラムの外
周面に可及的に近接させることができ、該射出口
から射出される溶融材料を、射出当初の帯状のま
ま安定させて採熱ドラムの外周面に連続して供給
することができる。したがつて、採熱ドラム外周
面の広い範囲に渡つて溶融材料を供給することが
でき、不良品の少ない良品質の箔片を効率よく、
かつ、大量に製造することができ、箔片生産性を
大幅に向上することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフイラメント製造装置の要部を
示す説明図、第２図は第１図の−線断面図、
第３図は先行技術としての箔片製造装置の概略を
示す説明図、第４図はこの発明の一実施例を示す
説明図、第５図は第４図の要部拡大説明図、第６
図は第５図の−線断面図、第７図はこの発明
の一構成要素たるノズルの他の実施例を示す断面
図、第８図はノズルと採熱ドラムとの距離が箔片
の品質に与える影響を示すグラフである。 ８はドラム制御装置、１０は採熱ドラム、１２
はノズル、１２ａはフランジ、１２ｂは突出部、
１２ｃは射出口、１２ｄは軸方向孔、１３は溶融
装置、１７は溶融槽、２２は反射板、２６は加熱
装置、２７は保温材、２８はヒータ、３０は押え
治具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周面に多数の小面を有し、かつ、高速度で
   回転される採熱ドラムと、この採熱ドラムの外周
   面に対向し、かつ、溶融材料が収容された溶融槽
   に着脱可能に取り付けられたノズルとを備え、前
   記溶融材料を前記ノズルから射出させて前記採熱
   ドラムの小面に連続して供給し、この小面で前記
   溶融材料の熱を奪つて少なくとも部分的に固化さ
   せると共に、この固化材料を前記小面から剥離さ
   せるようにした箔片製造装置において、前記ノズ
   ルは、前記溶融槽に着脱可能に支持されるフラン
   ジと、このフランジに連続して一体に形成され、
   かつ、前記採熱ドラム側に突出する突出部とを有
   し、この突出部の先端に射出口を設け、前記ノズ
   ルの射出口と前記採熱ドラムの外周面との距離
   を、0.1〜５mmの範囲で調整可能としたことを特
   徴とする箔片製造装置。