JPH0445461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無機ガラスのような熱可塑性材料の
繊維の製法および装置に関する。更に詳しくは本
発明はマツトまたはパツキン材、またはテープの
形態に集合された長い不連続繊維の製造に関する
ものである。

この種の繊維を製造するために最もよく使われ
る繊維化手法は、溶融ガラス状の材料の多数の流
れ（細糸）に延伸用ガス流を作用させることから
なる。このガラス流は、多数の小さいパイプであ
つて、各パイプには１個ずつのオリフイスがそれ
ぞれ穿孔され且つ口金（ブツシユ）の底部の下面
に突き出して配置された小さいパイプから放出さ
れる。

これらのパイプは、一般に突起（テトン）と呼
ばれるが、溶融材料の流れ（細糸）同志を安定的
に分離させ、特にガラスの場合には口金の底部の
下面に溶融材料が広がつてしまうような「あふれ
出し（nogage）」また「ガラスライニング
（enverrage）」とも呼ばれる現象を一般に防いで
いる。

このような製造方法は、米国特許第2206058号、
第3207587号、第3607164号、第3836346号に記載
されている。

この製造方法を実施する装置は下記のような幾
つかの共通の特徴を有する： 口金は、一般に白金の合金からなり、非常に長
い矩形をした平坦な底部を有しており、そこには
長手方向に１〜３列の突起が備えられている。口
金には、当業者に周知の手段によつて、ガラス質
材料が液体状または固体状で供給される。

口金の底部の長手方向の縁の両側には２つのブ
ロワ装置が配置されており、前記底部と同じ高
さ、またはすぐ下のところで流体（ガス流）を放
射する。先に引用した特許では口金の底部の下に
配置されたブロワ装置の例を掲げている；これら
のブロワ装置は下方に且つ前記口金の長手方向の
軸を通る垂直面の方に収斂するように向けられた
スリツトまたはノズルを備えている。

このスリツトまたはノズルから高速度で放射さ
れたガス流束の作用により突起から放出されたガ
ラスの流れ（細糸）は延伸されて長い不連続繊維
となる。

これらの従来技術による装置は、各口金の寿命
と、口金当り製造される繊維の量が制限されると
いう２つの大きな欠点を有する。

事実、口金の出口でガラスを通す突起は、前記
口金の底部の比較的大きな場所を占める；ところ
が前記底部は、ガス流による作用が有効であるた
めにはその巾すなわち可使表面は必然的に狭いも
のとなる。これらの２つの制約から、口金１個当
りの突起の数は100を越えることはめつたにない。

他方では、延伸のために使われるガスジエツト
流は突起に沿つて、また突起同志の間で強力な空
気の吸引力を生じる。突起の壁における空気の摩
擦は、その壁の急速な摩耗を惹き起こし、口金の
寿命を著しく短くする。

米国特許第3836346号は、前述の欠点の一つの
解決策を提案している。それは、外側に向い突起
の側壁の部分の厚みを口金の長手方向の軸を通る
垂直面に向いた側壁の部分より厚くなるよう非対
称に穿孔された突起を使う構造からなる。この構
造は、繊維化中に誘起される激しい空気流による
磨食作用を除去することはできないにしろ磨食を
遅らせて口金の寿命を延ばすものである。しか
し、この解決方法では従来の口金と比べて口金当
り得られる繊維の数を増やすことはできない。

本発明の目的は、不連続繊維の改善された製法
及び装置を提供するにある。

さらに詳しくは、本発明の目的は口金から延伸
されうる溶融材料の流れ（細糸）の数を増やし、
口金の寿命を長くするにある。

この目的は、繊維化装置に以下に述べるような
新規形態の口金を採用することによつて達成され
る。

本発明による繊維化装置は、ガラスのような熱
可塑性材料の供給源と、該熱可塑性材料の供給源
に接続し、ジユール効果により加熱された、底部
が細長い矩形の形状をして多数の溶融材料の流れ
を放出するオリフイスを備えた口金と、溶融材料
の流れを不連続繊維に延伸する装置と、延伸され
た不連続繊維の受取り装置とを備えたガラスのよ
うな溶融熱可塑性材料から不連続繊維を製造する
装置であつて、 該口金の底部が板で形成され、該板の上面には
多数の凹部が掘削され、各凹部には複数個のオリ
フイスが穿たれて該底部の板の下面に開口してい
ることを特徴とし、且つ溶融材料の流れを不連続
繊維に延伸する装置が口金の底部の両側において
口金の底部の高さのところで、もしくは該口金の
底部のすぐ下のところで口金の長手方向軸を通る
垂直面にほぼ平行に実質上垂直に下方に向けて該
溶融材料の流れを不連続繊維とするのに充分な速
度でガス流を放出するブロワからなることを特徴
とする、溶融熱可塑性材料からの不連続繊維製造
装置からなる。

本発明による口金の底部は多数のオリフイスが
穿孔された板を備える。

本発明の特長の一つによれば、口金の底部は板
により形成され、該板の上面には複数個の凹部が
掘削され、各凹部自身には複数個のオリフイスが
穿孔され、該板の下面にはボスを区画する好まし
くは溝を備え、各ボスには１個または複数個の凹
部が備えられる。

本発明は以下に図を参照して詳細に記述する。
第１図及び第２図に示すように、不連続繊維１０
は、口金１１から流出する溶融材料の流れ（細
糸）を延伸することによつて造られる。

熱可塑性材がガラスの場合は、口金１１は一般
に白金の合金で造られ、端子１２を介してジユー
ル効果により熱せられる。口金１１の底部は板で
構成され、且つ該板の上面に掘削された複数個の
凹部Ａを備えており、各凹部には複数のオリフイ
スが穿孔されている。

口金１１は、耐熱材１４が詰められた容器１３
中に配置され、前記口金の底部以外はこの耐熱材
によつて完全に囲まれ、口金の底部は、容器１３
の下部に設けられた開口部からわずかにはみ出し
ている。口金１１の上部は、パイプ１５を介して
熱可塑性材料の供給源（図示せず）に接続する。
容器１３自身は、加圧されたガス流体を導通する
少なくとも２本の供給パイプ１７を有する部屋１
６の中に収納される。

前記ガス流体はその循環経路を矢印で示すが、
開口部１８を通つて部屋１６の下部から流出す
る。

この開口部１８は口金１１の底部の全長にわた
つて延びているが、一般にスカートと呼ばれる壁
１９によつてその輪郭が決められている。このス
カートは不連続繊維１０の案内の役目をしてお
り、延伸のためのガス流体の作用を増強したり抑
制したりすることを可能となす。この繊維は、軸
２２のまわりに回転する穴のあいたドラム２１の
表面２０の上に放出され、当業者に周知の手段に
より得られる空気の局部的吸引作用下に該表面に
沈積する。

得られた繊維のマツト２３は撚り器２４によつ
てまとめられて粗糸２５に変えられ、さらに駆動
スピンドル２７によつて摩擦駆動される回転軸２
６に巻きつけられる。

以上記述された繊維製造装置は示例のために挙
げたのにすぎない。本発明による口金はガラスの
流れ（細糸）が放出されるオリフイスの出口を通
る平面の両側で且つ下方に配設されたブロワ装置
と共に用いることも可能である。

本発明による口金の構造は幾つかの例として説
明する第３図ないし第９図を参照して詳細に説明
する。

第２図の詳細図である第３図は繊維化区域を示
す。この区域においては、容器１３から突き出し
た口金１１の底部は、加圧されたガス流体の作用
を受け、そのため溶融材料は流れ（細糸）３０の
形となつて放出され、細くされて不連続繊維１０
となる。これらの細糸３０は凹部A₁の下部をふ
さいでいる壁に穿孔された複数のオリフイスを通
つて放出される。

この凹部A₁は、平面f₁で区切られた平板の上面
に掘削された円筒状の凹み（キヤビテイ）の形を
している。この凹部の底部は４個のオリフイスが
穿孔された壁３１によつてふさがれている。その
側壁は口金の長手方向の側面と平行に凹部の輪郭
を区画し、傾斜して、前記長手方向の側面の延長
上にある。隣接する２つの凹部は壁３２によつて
隔てられる。

底部の平板の下面には、好ましくは横方向に溝
３３が備えられ、これによつてそれぞれが一つの
凹部を持つボスが形成される。

第３図〜第５図で図示される例では、口金１１
には長手方向に配置され互いに独立した１列の凹
部が備えられる。

これらの凹部は、第６図に示されるようにさら
に多くのオリフイスを有することもできる。

さらに大きな口金の底部には、サイコロの目状
に配置された２列の凹部を据えることも可能であ
る。

第７図〜第９図は本発明による口金の他の例を
示す。

これらの口金は、口金の底部を形成する壁
（板）の面f₂およびf₃によつて区切られる上面に
掘削された凹部を提供している。

第７図及び第８図について述べれば、凹部A₂
は正方形の断面をもつ柱状のボスＢによつて輪郭
が決められている。前記凹部の底部をふさいでい
る壁には４個のオリフイスが穿孔されており、そ
こから溶融材料の流れ（細糸）３０が放出され
る。

第９図は２列の凹部A₃を備えた底部を持つた
口金を示す。これらの凹部A₃は、口金の長手方
向の側面と平行な側壁が凹部A₂とは特に異なつ
ている。この壁３５は傾きを持つているため空気
の流出が容易となり、前記壁の摩耗速度を低下さ
せる；この壁は、第３図におけるように、口金の
側壁の一方と底部との合流直線上で接続させるこ
ともできる。

第７図及び第９図は口金が、繊維化面の下に配
置されたガス流体による延伸装置を有する機械の
一部であることを模式的に示している。この延伸
装置は３６で示され、加圧されたガス流体の供給
パイプ３７と、下方に向けられた一連のノズルま
たはスリツト３８とを備えている。ガス流体によ
つて誘発された空気と該ガス流体の協同作用によ
つて溶融材料の細糸３０は不連続繊維１０の形に
延伸される。これらの繊維はフード３９の壁によ
つて導かれ、続いてベルトコンベア（図示せず）
の上にマツト状に放出されて集められる。

先に記述された他の例においては、各々の凹部
をふさいでいる壁に穿孔されたオリフイスは一群
のオリフイスを形成している。

各オリフイス群において、オリフイスの縁から
縁の距離は１mmから0.2mmおよびそれ以下にさえ
亘つて変えることができるが、0.2mm〜0.5mmが好
ましい。

二つの隣接するボスを分離している溝は少なく
とも0.1mmの巾を持つが、0.4mm〜１mmの巾である
のが好ましい。

本発明による口金の機能は次のとおりである： 例えばガラスのような熱可塑性材料は固体また
は溶融状態で供給される。口金はガラスを溶融さ
せ、および／または繊維の形成に必要な温度にガ
ラス溶融物の温度を調節する。

溶融ガラスは細分されて多数の流れとなり、各
流れは１つの凹部に供給される；ガラスは各凹部
の底部を形成している壁に穿孔された様々なオリ
フイスを通つて放出され、前記壁の外面を部分的
に被覆する。

ブロワ装置を働かせ、こうしてガス流体による
延伸作用によつて、各凹部ごとに少なくとも１本
のガラスの流れ（細糸）が各凹部から独立的に形
成され、次いで前記流れ（細糸）はオリフイスと
同じ数の繊維に細分される。

口金を構成する合金は一般にロジウムを10％含
む白金の合金で、1150℃における溶融ガラスとの
接触角は40゜以下である。凹部を囲む壁特に各凹
部の底部を形成する壁用には、接触角が60゜以上
の合金を使うことも可能である；これは凹部の底
部を形成する壁の外側下面のガラスによる被覆を
減少させる効果がある。また、ソシエテ・コント
ワール−リオン−アルマン−ルヨ（la Socie〓te〓
CONPTOIR−LYON−ALEMAND−
LOUYOT）からPR3/4の商品名で市販されてい
る三元合金を使うこともできる。この合金は白金
93％、イリジウム３％、金４％を含み、1150℃の
温度でガラスＥと75゜の角度をなす。

窒化硼素のように溶融ガラスに対して非常に濡
れにくい材料によつて、各凹部の底を形成する壁
の外側下面を被覆することにより同じ効果を得る
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による口金を備えた繊維製造装
置の側面図、第２図は第１図の線２−２による部
分縦断面図、第３図は第２図の部分拡大図、第４
図は口金の底部の部分平面図、第５図は第４図の
線５−５による口金の底部の長手方向の縦断面
図、第６図は本発明による第２の口金の底部の部
分平面図、第７図は本発明による第３の口金の縦
断面図、第８図は第７図に示した口金の底部の斜
視図、第９図は本発明による第４の口金の縦断面
図である。 図中：１０…ガラスの不連続繊維、１１…口
金、１２…端子、１３…容器、１４…耐熱材料、
１５…パイプ、１６…部屋、１７…供給パイプ、
１８…開口部、１９…スカート、２０…（ドラム
２１の）表面、２１…ドラム、２２…軸、２３…
マツト、２４…撚り器、２５…粗糸、２６…回転
軸、２７…駆動スピンドル、３０…流れ（細糸）、
３１…壁、３２…壁、３３…溝、３５…壁、３６
…延伸装置、３７…供給パイプ、３８…スリツ
ト、３９…フード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性材料の供給源と、該熱可塑性材料の
   供給源に接続し、ジユール効果により加熱され
   た、底部が細長い矩形の形状をして多数の溶融材
   料の流れを放出するオリフイスを備えた口金と、
   溶融材料の流れを不連続繊維に延伸する装置と、
   延伸された不連続繊維の受取り装置とを備えたガ
   ラスのような溶融熱可塑性材料から不連続繊維を
   製造する装置であつて、 該口金の底部が板で形成され、該板の上面には
   多数の凹部が掘削され、各凹部には複数個のオリ
   フイスが穿たれて該底部の板の下面に開口してい
   ることを特徴とし、且つ溶融材料の流れを不連続
   繊維に延伸する装置が口金の底部の両側において
   口金の底部の高さのところで、もしくは該口金の
   底部のすぐ下のところで口金の長手方向軸を通る
   垂直面にほぼ平行に実質上垂直に下方に向けて該
   溶融材料の流れを不連続繊維とするのに充分な速
   度でガス流を放出するブロワからなることを特徴
   とする、溶融熱可塑性材料からの不連続繊維製造
   装置。 ２ 凹部が円筒形であり、サイコロの目状に配分
   される特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 口金の底部は板で形成され、該板の下面には
   溝が刻まれて複数のボスが区画され、各ボスには
   複数の凹部が備えられる特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の装置。 ４ 口金の底部は平板で形成され、該板の下面に
   は溝が刻まれて複数個のボスが区画され、各ボス
   にはそれぞれ内側に１個の凹部が備えられる特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ５ ボスの水平面での断面における外側の形状
   が、対応する内側の凹部の形状と異なる特許請求
   の範囲第４項記載の装置。 ６ 各ボスの外側下面が正方形である特許請求の
   範囲第４項または第５項記載の装置。 ７ 各ボスの外側下面が円形である特許請求の範
   囲第４項または第５項記載の装置。 ８ ボスの側壁が垂直である特許請求の範囲第３
   項ないし第７項のいずれか１項記載の装置。 ９ ボスの壁の厚さが、口金の底部へのボスの連
   結点からボスの下面まで一様に減少している特許
   請求の範囲第３項ないし第７項のいずれかに記載
   の装置。 １０ ボスの側壁の少なくとも一方が、口金の底
   部と前記口金の側壁との間の合体線の一つに直接
   連結する特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 凹部の底部を形成する穿孔された板が合金
   で構成され、溶融材料が溶融ガラスであり該合金
   の溶融ガラスとの1150℃における接触角が60゜以
   上である特許請求の範囲第１項ないし第１０項の
   いずれかに記載の装置。 １２ 凹部の底部を形成する穿孔された板の外側
   の下面が、1150℃における溶融ガラスとの接触角
   が60゜以上である物質で覆われてなる特許請求の
   範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の装
   置。 １３ 溶融ガラスを口金の底部を形成する板の上
   面に掘削された多数の凹部であつて、各凹部の下
   面には該底部を形成する板を貫通して延びる数個
   のオリフイスを備えてなる多数の凹部に供給し、 前記オリフイスをガラス流が流出させることに
   よつて該溶融ガラスで該底部の板の外側下面を部
   分的に被覆させ、各凹部ごとに多数のオリフイス
   からガラスの少なくとも１つの流れをガス流によ
   る延伸により各凹部ごとに独立的に形成させ、そ
   の後で該ガラス流を各凹部当りのオリフイスの数
   と同じ数のフイラメントに細分することを特徴と
   する、金属製口金に供給されたガラスのような鉱
   物質熱可塑性物質の溶融物を金属製口金に供給し
   該口金の底部から流出する溶融物質の多数の流れ
   をガス流により延伸することからなる不連続繊維
   の製法。