JPS596266B2 - 熱軟化性物質の繊維の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱軟化性物質からの繊維の製造装置、特に該物
質の溶融物に旋回する気体流を作用せしめて該物質の繊
維を製造する方法（特願昭５０−１０１６１８、昭和５
０年８月２０日出願−特開昭５２−２５１１３（熱軟化
性物質の繊維の製造方法」以下旋回ガスジェット法と呼
ぶ）において使用する繊維化ユニットの形状ｔこ関する
。

熱軟化性物質を細くして繊維とする方法として、近年旋
回ガスジェット法が提案された。

当該法は熱軟化性物質の円柱状流に進行方向横断面外周
の接線方向成分を有する気体流を溶融物が横方向に変化
するのを妨げるように接触させながら該物質を高速で旋
回させ、細められた糸状物質を遠心力によって引き出す
方法で従来のブロー法（又は火炎法）、ロータリー法（
又は遠心法）などに比し生産効率、製品品質などできわ
めて有利であることが明らかになってきている。

旋回ガスジェット法は、より詳細に述べると、熱軟化性
物質の溶融物を連続的に流出させることおよび流出した
溶融物の進行に沿う第１の区域において溶融物に対して
その横断面外周の接線方向成分を有する気体流を、溶融
物が横方向に変位するのを妨げるように接触させて、溶
融物を限定された位置に閉じこめながら溶融物の進行方
向の中心軸のまわりに回転させることから成り、それに
よって前記第１区域から溶融物進行に沿って続く第２区
域において、主として前記回転の力の慣性にもとづく回
転による遠心力によって溶融物を横方向に向って飛び出
させ、そしてその飛び出し方向を中心軸からみた円周方
向でかつ前記回転と同じ向きに回動させて、溶融物から
熱軟化性物質の繊維を連続的【こ引き出すことを特徴と
する熱軟化性物質の繊維の製造方法である。

そしてより好ましくは、熱軟化性物質の溶融物を溶融物
ノズル流出口から０．５〜１０ｍｍの断面直径をもって
連続的ｔこ流出させること、および流出した溶融物の進
行に沿う第１の区域において溶融物に対してその横断面
外周の接線方向成分および溶融物の進行に沿ってその中
心軸に近づくような成分を有する気体流を溶融物ノズル
の先端と、進行する溶融物の中心軸ｆこ前記気体流が最
も接近する位置との間の距離が溶融物ノズルの内径の０
．２〜１０倍になるように、かつ溶融物が横方向Ｅこ変
位するのを妨げるように接触させて、溶融物を限定され
た位置に閉じ込めて先細りの円錐形状を形成せしめなが
ら溶融物の中心軸のまわりに回転させることからなり、
それ（こよって前記第１区域から溶融物進行に沿って続
く第２区域において、主として前記回転の力の慣性ニも
とづく回転による遠心力によって溶融物を円錐形状の先
細り先端部から横方向に向かって飛び出させ、そしてそ
の飛び出し方向を中心軸からみた円周方向でかつ前記回
転と同じ向きに回動させて、溶融物から熱軟化性物質の
繊維を連続的ｔこ引き出すことを特徴とする熱軟化性物
質の繊維の製造方法である。

上記の旋回ガスジェット法に使用される繊維化ユニット
としては気体流ノズルと溶融物ノズルとが単−塊の金属
等で出来ているいわゆる一体型タイプと、両ノズルが別
個の物体で出来ているいわゆる分離型タイプとがあるが
、本発明は後者にかかわる。

従来、分離型【こおいては第１図に示す様（こ熱軟化性
物質を収容するためのポット１の底面５に取付けられた
複数の溶融物ノズル２を取り囲むようにそれぞれ気体流
ノズル３が配置されているのが一般的である。

白金−ロジウム合金等の耐熱金属で出来ているポット１
はその両端耳部４，４′に高電流低電圧の電気を印加し
発熱せしめられるが、溶融物ノズル２はポット底面５よ
り突き出ているため電流が流れにくく、はとんど発熱せ
ず、溶融物及び耐熱金属間の熱伝導によってのみ温度が
保たれるが、ポット底面５に比し溶融物ノズル２の先端
は通常約１００℃以上低温となっている。

そのため【こ溶融物ノズル２から流出する溶融物はノズ
ル２の先端で冷却され、所望の低い粘性が得られにくい
。

所望の低い粘性を得るためｆこ、ポット１の側壁、底面
を更に高温にしなけれはならない。

このために熱効率は悪くなり、又、ポットの側壁及び底
面の変形あるいは耐熱金属の蒸発損耗が激しくなり、ポ
ット自身の使用可能時間が短かくなるという欠点がある
。

本発明はこれらの欠点を鑑みて、新規なる熱軟化性物質
の繊維の製造装置を提供するものである。

即ち本発明は熱軟化性物質の溶融円柱状流（こ旋回気体
流を作用させて該熱軟化性物質を細くして熱軟化性物質
の繊維を製造する装置ｌこおいて、熱軟化性物質を収容
するための通電力ｐ熱型ポットの底部に、前記溶融円柱
状流を流出させるための溶融物ノズルを複数個１列に穿
設配列し、前記底部の先端を溶融物ノズル配列方向に垂
直な各断面でＶ字状の先細り外形とし、前記Ｖ字状のポ
ット底部先端の壁ｆこ沿って溶融物ノズルを両側から挾
むように旋回気体流を作用させるための気体流ノズルを
配置することを特徴とする熱軟化性物質の繊維の製造装
置である。

次に図面を用いて本発明をさらをこ詳しく説明しよう。

第２図は通電加熱型のポットの正面図でポット１１の耳
１２、１２’はポット１１の側壁１４および底１３に連
結しており、両耳１２、１２’間に高電流・低電圧の電
気を印加する。

ポット１１の底１３に熱軟化性物質の溶融円柱状流を流
出させるための複数個の溶融物ノズル１５が１列に穿設
されている。

そして底１３またはその下端は第３図に示すように、Ｖ
字状の先細り外形となっており、Ｖ字状のポット底部先
端の壁面２０に沿って、溶融物ノズル１５を挾むように
気体流ノズル部１７が配列されている。

気体流ノズル部１７はポットの底１３の長さにほぼ等し
い長さの細長い口の字形状をなしており、その内部を貫
通する２本の気体導孔１８とその番孔１８から各々の溶
融物ノズル下方ｆこ向かう２本づつの気体流ノズル１９
が穿設されている。

気体流ノズル部１７をポットの底１３へ取り付けるとき
に気体流ノズル１９が所定の方向に向くように調節する
。

耳１２、１２’に電圧が印加されると、電流はポット１
１の側壁１４および溶融物ノズル１５を形成するポット
底先端部を流れる。

従って溶融ノズルは高温Ｅこ保たれ、そこを通過する溶
融物は所望の低い粘性に保たれる。

電流は耳１２、１２’間の電気抵抗分布に従って流れ、
ポットの長手方向（第２図の面内で水平な方向）に垂直
な断面ではポットの厚みの大きい部分即ち抵抗の低い部
分はど多く電流は流れ、他方ポットの長手方向に平行な
断面でほぼ長手方向に電流が一定と考えられる部分では
厚みのうすい部分で抵抗は大きいためより多く発熱する
。

従って第３図においてポット１１の底面１３の溶融物ノ
ズル部をより多く発熱せしめんとすれは底面全体として
はポットの側壁部１４等よりも溶融物ノズル部の電気抵
抗値を低くさらＥこ底面１３のうちの溶融物ノズル部は
底面の他の部分より電気抵抗値を高くすることが好まし
い。

電気抵抗値を変える方法としては、同一耐熱金属で厚み
を変えるか、又は耐熱材のうちで電気抵抗値の異なるも
のを用いる等が考えられる。

底面１３には溶融物流出用の溶融物ノズル１５が穿孔さ
れ大気に開放され放熱量が大きいが、一方側壁は耐火保
温材１６によって囲まれているため放熱量は少ない。

このためポットの底面の溶融物ノズル部の表面負荷密度
をポットの他の部分の表面負荷密度以上、好ましくは他
の部分の２倍以上にしておくことにより、該ノズル部の
温度を他の部分の温度以上にすることが容易となる。

ここで、表面負荷密度は次式で表わされる。

該当部位の発熱量（Ｗａ ｔ ｔ ） 表面負荷密度＝□ 該当部位の表面積（ｃＩＩｔ） ポット底部の表面負荷密度が側壁部等のポットの他の部
分の表面負荷密度と同等以下になると側壁部等の方が高
温となり変形等がおきやすく好ましくない。

又、溶融物ノズルより流出する溶融物温度はポット底部
の溶融物ノズル部の温度に最も近い温度を示すのでポッ
ト底部の温度を制御することは溶融物ノズルより流出す
る溶融物温度を、従って溶融物の粘度を最も近似的に制
御することになり好ましい。

又、ポット側壁部１４の温度の方がポット底部１３の温
度より高温の場合にはノズル１５より流出する溶融物が
ポット底部のノズル部１５より高温となる場合が生じ、
その部分は溶融物からの伝熱で高温となる。

そのためｔこ一般的に耐熱金属の場合特に白金系統の合
金の場合高温になるに従い電気抵抗も属人するので該溶
融物ノズル部は電気抵抗が増大する。

局部的にいずれかの溶融物ノズル部で上記の現象が起こ
ると底部の長手方向の電気抵抗について局部的な高温部
は電気抵抗が大きくなるから発熱量は大きくなり、ます
ます高温となる。

そのため溶融物は当該ノズル部で低粘性となり、流量は
多くなる。

即ち、各ノズル間で溶融物の流量のバラツキ及び粘性の
違いが出てくる。

このために各ノズル間で溶融物の繊維化状態が異なり、
繊維径の差やビーズ、フレーク等の未繊維化物が多くな
り易い。

本発明によれはポット底部の溶融ノズル部をポットの他
の部分より高温に保つことができるので、たとえポット
底部の一部の溶融物ノズル部で局部的に高温になり溶融
物が多く流出されるような場合が生じてもポットの上部
から送り込まれてくる低温の溶融物によって該ノズル部
はより多く冷却され、該ノズル部は高温になりすぎるの
が妨げられ一定温度に保たれる。

即ち、自己制御機能によって溶融物の流量及び温度（粘
度）は一定に保たれる。

即ち、本発明による利点を列挙すると次の通りである。

■ 溶融物ノズル部を当該ポットの最高使用温度ｆこ進
上げることが出来るため高粘性の熱軟化性物質も繊維化
できる。

■ 溶融物ノズル部を高温度に保つことができるので、
各溶融物ノズル間の温度ムラによる溶融物の粘度及び流
量差が少なくすることができ、繊維径のバラツキが少な
くなり、又、ビーズ・フレーク等の未繊維化物が少なく
なる。

■ 気体流ノズルと溶融物ノズルとが別個の物体で出来
ているため気体流による溶融物ノズルの冷却か一体型に
比べ少ない。

実施例 Ｉ 第２図および第３図に示すような形状の繊維化ユニット
においてポットの材質としては白金９０％、ロジウム１
０％の合金を用いた。

側壁１４の厚みを１ｍｍとし、これに対して底板１３の
厚みおよびノズル部の厚みを大きくしてそれぞれ７．５
龍および７ｍｔｎとした。

ポットを通電加熱すると、表面負荷密度の比率は側壁の
最高部で１とすると底板部で温度が側壁より高温となり
電気抵抗値が大きくなり約２であり、ノズル部で約２．
１となり、ノカレ部が最高温度を示した。

従来の分離型ポットでは得られなかったノズル部の温度
１４００℃が容易に得られ、ガラスを低粘度に保って細
繊維化すすることができた。

実施例 ■ 実施例１と同様に第２図および第３図に示す様な形状の
繊維化ユニットにおいてポットの材質としては側壁に比
抵抗の大きな白金９０％、ロジウム１０％の合金、底板
に比抵抗の小さな白金１００％を用いた。

側壁の厚みは１鳳底板の厚みは２，５龍、ノズル部の厚
みは２龍であった。

この時の表面負荷密度の比率は側壁の最高部で１とする
と底板部で約１．５、ノズル部で約１．７となり、ノズ
ル部が最高温度を示した。

なお、白金および白金ロジウム合金の温度と電気比抵抗
値は約１０００℃においてそれぞれ４３および４６マイ
クロオーム・儂、約１４００℃において５３．５および
５５．５マイクロオーム・儂であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分離型繊維化ユニットの正面断面図、第
２図は本発明の分離型繊維化ユニットのうちの正面断面
図、第３図は第２図−ＩのＬ −Ｌ’から見た図に気体
流ノズルを取付けた側断面図である。 １１・・・・・・ポット、１５・・・・・・溶融物ノズ
ル、１９・・・・・・気体流ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱軟化性物質の溶融円柱状流に旋回気体流を作用さ
   せて該熱軟化性物質を細くして熱軟化性物質の繊維を製
   造する装置において、熱軟化性物質を収容するための通
   電加熱型ポットの底部に、前記溶融円柱状流を流出させ
   るための溶融物ノズルを複数個１列に穿設配列し、前記
   底部の先端を溶融物ノズル配列方向に垂直な各断面でＶ
   字状の先細り外形とし、前記Ｖ字状のポット底部先端の
   壁に沿って、溶融物ノズルを両側から挾むように、旋回
   気体流を作用させるための気体流ノズルを配置すること
   を特徴とする熱軟化性物質の繊維の製造装置。