JPH04343703A - 繊維製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱軟化性物質から繊維
を、特に短繊維を製造する場合に用いる繊維製造のため
の装置に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】

【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。

【０００４】（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。

【０００５】（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。

【０００６】

【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
造のための装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、液体
ジェットを噴射して熱軟化性物質の連続落下流を繊維化
するためのノズルを備えたことを特徴とする繊維製造の
ための装置である。

【０００８】

【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。

【０００９】すなわち、まず繊維原料の溶融物を連続的
な細い流れとして落下させる。この細い流れをあたかも
水ジェットで切るように作用させるのである。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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０．５〜３ｍｍであ
る。これ等のノズルは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。

【００１４】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ずけられる。水の出口に通ずる
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０．５〜３ｍｍ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字形をして外へ向かって開いてお
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の溝の底面は幅が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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】実施例１ 次に本発明の繊維製造のための装置の好ましい実施例を
説明する。

【００１８】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１０
０ｍ／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Ａｌ２Ｏ３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Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系セラミックファイ
バー組成物、及び上記組成にＣｒ２Ｏ３を１〜６％含有
させた組成のＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｃｒ２Ｏ３系セラ
ミックファイバー組成物である。

【００１９】この場合、水ジェット２の噴射角度と熱軟
化性物質の細い流れ３とが作る角度α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。

【００２０】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、
繊維の生成量が少なくなる等の点でよくない。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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、そして、あたかも、落下流
１５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。

【００２４】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
。

【００２５】本発明の装置では、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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、
Ｃｒ２Ｏ３等の各種耐火材の粉末を添加したものである
。

【００２９】

【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。

【００３０】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】本発明の繊維製造のための装置の実施例１を示
す斜視図。

【図２】本発明の繊維製造のための装置の実施例２を示
す斜視図。

【図３】本発明の繊維製造のための装置の実施例３を示
す斜視図。

【図４】本発明の繊維製造のための装置の実施例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流れ 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流れ 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　　細い流れ ２０　　水ジェット ２１　　水ジェット ２２　　水ジェット ２５　　繊維

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液体ジェットを噴射して熱軟化性物質
   の連続落下流を繊維化するためのノズルを備えたことを
   特徴とする繊維製造のための装置。