JPH0363454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転液中紡糸法と称されている金
属細線製造方法の改良に関する。

［従来の技術］ 回転液中紡糸法と呼ばれる金属細線製造方法の
一例が、特開昭55−64948号に開示されている。
第２図および第３図は、この回転液中紡糸法を実
施するための装置の略図的正面図および側面断面
図である。該装置は、回転ドラム１と、回転ドラ
ム１の内壁に遠心力により形成された冷却液層２
と、該冷却液層２に溶融金属ジエツトを噴出する
ための溶融金属ジエツト形成手段３とを備える。
溶融金属ジエツト形成手段３は、るつぼ４、加熱
装置５および加圧ガス供給手段（図示せず）から
なる。すなわち、るつぼ４内に金属を入れ、該金
属をたとえば高周波コイル等の加熱装置５により
溶融し、加圧ガスにより溶融金属ジエツトとして
噴出させ、冷却液層２内で凝固させて金属細線を
得るように構成されている。

他方、特開昭58−16755号には、真空中または
真空実現後に不活性ガスを導入して形成した不活
性ガス雰囲気下において、金属細線の製造を行な
う方法および装置が開示されている。特開昭58−
16755号では、製線雰囲気を上述のように真空中
または不活性ガス雰囲気下とすることにより、金
属細線表面の酸化を防止している。

［発明が解決しようとする問題点］ 第３図に示されているように、回転液中紡糸法
では、るつぼ４、るつぼ４の先端に設けられたノ
ズル４ａ、加熱装置５および加圧ガス供給手段
（図示せず）等が回転ドラム１の内部に配置され
るため、ノズル４ａの先端と冷却液層２との間の
距離はある程度長くしなければならない。したが
つて、溶融金属ジエツトは、ノズル４ａの先端か
ら噴出され、冷却液層２に至るまでの間、雰囲気
の如何にかかわらずあまり冷却されない。すなわ
ち、特開昭55−64948号および特開昭58−16755号
のいずれに開示された方法においても、溶融金属
ジエツトは、冷却液層２に導入されるまでほとん
ど冷却されない。その結果、溶融金属ジエツト自
身の形状が不安定であり、乱れやすく、良好な断
面形状の金属細線を得ることが困難であるという
問題があつた。特に、溶融金属ジエツトの冷却液
層２への入射時における衝撃が比較的強いため、
溶融金属ジエツトの冷却液層２への入射角を正確
にコントロールしなければ良好な金属細線を得る
ことができなかつた。

それゆえに、この発明の目的は、安定な溶融金
属ジエツトを形成することができ、したがつて安
定な断面形状の金属細線を得ることができる、金
属細線製造方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、回転ドラムの内壁に遠心力により
形成された冷却液層内に、ノズルから溶融金属ジ
エツトを噴出させて金属細線を製造する、回転液
中紡糸法と称されている方法において、ノズルか
ら噴出された溶融金属ジエツトを、冷却液層に入
る前に、冷却液層の温度より低温の不活性ガスに
て冷却することを特徴とする金属細線製造方法で
ある。

「不活性ガス」としては、N₂、Arなど任意の
ガスを用い得るが、好ましくは、液体窒素を気化
させて得られる低温のN₂ガスを用いれば不活性
ガス冷却の操作を省略することができる。

また、低温の不活性ガスにて冷却する部分につ
いても、ノズル先端近傍の空間を囲繞し、かつ不
活性ガス導入口を有する囲繞部を用いれば、溶融
金属ジエツトの飛行部近傍のみを冷却することに
より、不活性ガス使用量を低減することができ、
金属細線製造コストを低減することができる。

さらに、不活性ガスを、溶融金属ジエツトと平
行に流せば、溶融金属ジエツトの変形をより効果
的に防止することができる。

［作用］ この発明では、溶融金属ジエツトは、冷却液層
の温度より低温の不活性ガスにて冷却され、その
ため溶融金属ジエツトは、冷却液層に至る前に予
め外側から冷却される。

［実施例の説明］ 第１図は、この発明の一実施例を実施するのに
用いる金属細線製造装置の一例を示す部分拡大断
面図である。この装置においても、回転ドラム１
１の内壁に遠心力により冷却液層１２が形成され
る。また、溶融金属ジエツト形成手段１３とし
て、るつぼ１４、るつぼ１４の先端に設けられた
ノズル１４ａ、加熱装置１５および加圧ガス供給
手段（図示せず）を備える。

ノズル１４の下方には不活性ガス導入口１７を
備える断熱部材１６と、筒状の囲繞壁１８とが取
付けられており、該断熱部材１６および囲繞壁１
８が、この発明における囲繞部１９を構成してい
る。

この発明の一実施例では、まずるつぼ１４内に
金属材料を入れ、該金属を加熱装置１５により加
熱・溶融し、加圧ガス供給手段（図示せず）より
供給される加圧ガス（第１図の矢印Ａ方向に加え
られる。）によつて溶融金属ジエツト２０として
噴出させる。

他方、囲繞部１９では、不活性ガス導入口１７
より、冷却液層１２の温度より低い温度の不活性
ガスが導入されており、したがつて囲繞部１９内
は冷却液層１２よりも低温にされている。そのた
め溶融金属ジエツト２０は、ノズル１４ａから噴
出されると、直ちに囲繞部１９内に導入されてい
る低温の不活性ガスにより冷却され、溶融金属ジ
エツト２０の表面層の粘度が若干高められ、よつ
て安定な溶融金属ジエツト２０が冷却液層１２に
導入される。しかる後、冷却液層１２内で完全に
凝固・固化され、所望の金属細線２１が得られ
る。

上述のように、溶融金属ジエツト２０は、ノズ
ル１４ａから噴出され、冷却液層１２に至るまで
に、低温の不活性ガスにより冷却され、したがつ
て表面層の粘度が高くなり、安定な形状のまま冷
却液層１２に至る。ところで、溶融金属ジエツト
２０の冷却液層１２への入射角θが小さい方が、
溶融金属ジエツト２０の冷却液層１２への入射の
際の衝撃は小さいため、該入射角θは小さい方が
好ましい。しかしながら、回転液中紡糸法では、
回転ドラム１１内にるつぼ１４、加熱装置１５お
よびノズル１４ａ等が配置されねばならず、した
がつて入射角θを小さくすると、これらの装置が
回転ドラム１１の内壁に接触してしまうことにな
る。よつて、入射角θを小さくするには大きな制
約があつた。しかしながら、この発明では、溶融
金属ジエツト２０が低温の不活性ガスにより冷却
され、安定な形状とされるため、入射角θが大き
くとも、すなわち冷却液層１２への入射の際の衝
撃が大きくとも断面形状の安定な金属細線を得る
ことができる。

また、ノズル１４ａと、溶融金属ジエツト２０
の冷却液層１２への入射部分との間の距離Ｌ（第
１図参照）を比較的長くしても、溶融金属ジエツ
ト２０が低温の不活性ガスにて冷却されるため、
溶融金属ジエツト２０の表面層の粘度が高くなり
安定な形状となるので複雑かつ大形の加熱装置１
５およびるつぼ１４等を用いることができる。

なお、上記実施例では、囲繞部１９を用いるこ
とにより、低温不活性ガスが導入される部分は、
溶融金属ジエツト２０の周囲近傍のみとされてい
たが、囲繞部１９を用いずに、製線装置全体を低
温の不活性ガス雰囲気下に置き、それによつて溶
融金属ジエツト２０を冷却してもよい。もつと
も、経済的理由により、第１図に示されている構
成のように囲繞部１９を用いることが好ましいこ
とは言うまでもない。

また、不活性ガス導入口１７より供給される低
温の不活性ガスについても、たとえば液体窒素を
気化させて得られる窒素ガスを用いれば、不活性
ガスを低温にする作業を省略することができ便利
である。

次に、具体的実験例につき説明する。

微量のBeを添加した銅を溶融し、第１図に示
す装置において直径0.15mmの噴出孔を有するノズ
ル１４ａから、加圧ガスとしてArガスを用いる
ことにより溶融金属ジエツトとして噴出させた。
冷却液層１２は、冷却水により構成し、ノズル１
４ａと、冷却液層１２との間の距離を約100mmと
し、この間の空間に液体窒素を気化させた直後の
窒素ガスを溶融金属ジエツト２０と平行に流入さ
せ、溶融金属ジエツト２０の周囲の温度を−100
℃〜−50℃にして金属細線を製線した。その結
果、断面形状が真円に近く、表面に光沢のある金
属細線を得ることができ、また断線等の事故もほ
とんどないことが確められた。なお、製線作業中
に、低温の窒素ガスの導入を停止したところ、溶
融金属ジエツト２０の周囲の温度が上昇するにつ
れて、断線事故、金属細線表面の酸化による変
色、金属細線の偏平化等の事故が多発した。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、回転ドラム
の内壁に遠心力により形成された冷却液層内に、
ノズルから溶融金属ジエツトを噴出させて金属細
線を製造する方法において、ノズルから噴出され
た溶融金属ジエツトを、冷却液層に入る前に冷却
液層の温度より低温の不活性ガスにて冷却するも
のであるため、溶融金属ジエツトの表層が低温の
不活性ガスにより冷却され、該表面層の粘度が高
まり、したがつて安定な断面形状の溶融金属ジエ
ツトとして冷却液層中に入射される。よつて、断
面形状の真円に近い金属細線を確実に得ることが
でき、また断線等の事故を低減することができ金
属細線の製造コストを低減することも可能とな
る。

この発明は、金属、合金、アモルフアス材料、
有機材料等の各種材料の溶融防止による細線の製
造に応用することが可能であることを指摘してお
く。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施するための装置の一
例を示す部分断面図である。第２図および第３図
は、この発明をなす契機となつた回転液中紡糸法
に用いる金属細線製造装置の一例を示す略図的正
面図および側面断面図である。 図において、１１は回転ドラム、１２は冷却液
層、１４ａはノズル、１７は不活性ガス導入口、
１９は囲繞部、２０は溶融金属ジエツト、２１は
金属細線を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転ドラムの内壁に遠心力により形成された
   冷却液層内に、ノズルから溶融金属ジエツトを噴
   出させて金属細線を製造する方法において、 前記ノズルから噴出された溶融金属ジエツト
   を、前記冷却液層に入る前に該冷却液層の温度よ
   り低温の不活性ガスにて冷却することを特徴とす
   る、金属細線製造方法。 ２ 前記不活性ガスとして、液体窒素を気化させ
   て得られる低温の窒素ガスを用いる、特許請求の
   範囲第１項記載の金属細線製造方法。 ３ 前記ノズル先端近傍の空間を囲繞し、かつ不
   活性ガス導入口を有する囲繞部を用いて、前記溶
   融金属ジエツトの飛行空間近傍のみを不活性ガス
   にて冷却する、特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の金属細線製造方法。 ４ 前記不活性ガスを溶融金属ジエツトと平行に
   流す、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れかに記載の金属細線製造方法。