JPS6016481B2 - 薄片粒子形成方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凹凸状のセレーションの先端面が溶融物質と
接触して薄片粒子を形成するためのセレーションをその
周部に有する回転部材の使用により溶融物質供給源から
直接に薄片粒子の形成が可能な方法に関する。

本文において用いられる用語「薄片粒子Ｊおよび「薄片
」とは、１インチ（約２５．４肋）の数百分の一と云う
比較的小さな寸法の粒子を指し、これ等の用語はその小
さな粒度の故に粉体とも屡々呼ばれる粒子を含むもので
ある。

金属の薄片即ち粉体の製造には多くの方法が存在する。

これ等の方法は、研削又はやはり作業の如き各種の機械
的方法から、溶融金属の流れを水又は噴射を用いて破壊
する鋳造法に及んでいる。近年、粒子を非常に微小な粒
子サイズ瓢ち粒度をもたらすこれ等の方法に注意が向け
られて来た。粒度則ち粒子サイズが数ミクロン以下にな
ると、処理が容易となりかつ製品の品質および特性の点
からも非常に有利となることが知られている。このよう
な微細な粒度範囲を有する薄片粒子は、鍛錬合金の特性
と同等かあるいはこれよりも優れた特性を有する製品を
形成する熱間均衡締固め法、競結法、熱間押出し法、又
は熱間鍛造圧延法による圧密処理に対して同じように使
用可能である。この薄片および粉体の表面積も又重要で
ある。

これ等の徴粉体は魅力的ではあるが形成された大きな表
面積は容易に汚染されて取扱いが難しくなる。一方、非
常に細かな粒度でもサイズがより大きい粒子とすれば容
易に汚染されることが少なくなりト極〈微細な粉体の望
ましい特性の多くが保持される。従ってかなりの量の個
々の製品部材において大きな総表面積を持つ様になる程
には微細でない微小粒度の製品を作ることが望ましい。
この論議は１９７仏王ＮＣＩＣ刊行の「固化技術」（Ｓ
ｏｌ一皿ｆｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏ幻）の３１７
〜３３６頁に掲載された論文に見出される。小さな粒度
を得るための最も簡単な方法はおそらく急冷法であろう
。

一般に、冷却速度を大きくする程粒度は小さくなり、毎
秒１び℃程度の冷却速度で１ミクロン単位の粒度（即ち
横枝状結晶枝間隔）を生じる。多くの場合、粉体形成の
ためのガス又は水噴射法は毎秒約１び℃以下の冷却速度
に制限され、従って１０ミクロン単位の樹枝状結晶枝間
隔に限定される。冷たい金属表面に溶融金属を接触させ
るスプラット急袷法（冷却）は非常に大きな冷却速度を
与えるものである。

スプラット急袷法は、過去においては、液状の滴末を回
転する平滑な冷却円板に対して頃愛することにより実施
され、比較的制御されない形態で不規則な形状でこれら
のパラメータがバラ付いた変化を示す粉体を生じた。薄
片粒子を作るのに用いられた従来技術は全て種々の欠点
を有する。例えば、通常の方法はワイヤ又はロッドの端
部を薄片又は粉体になるように薄切り状（スライス）に
漸進的に研削、削り取り、又は切断するものである。こ
の方法においては、ワイヤ又はロッドは裁断作業に先立
って適当な断面形状に鋳造され機械的に加工されなけれ
ばならず、これは、時間を要し余計な経費を要する。こ
のスラィシング法、研削法、又は削り取り法は多重刃面
を要し、この多重刃面は磨耗して切れが鈍り、交換、研
磨およびその他経費を要する処理を必要とする。頃霧作
用を用いる他の従来技術は、粒度分布ならびに粒子形状
の観点からは比較的に制御されないものである。

これ等の方法においてはオリフィスが必要とされ、これ
が目詰まりおよび磨耗等の点から問題のたねである。更
に、オリフィスを使用すると、溶融金属の流動に伴う過
酷な環境条件において使用されねばならない点で付随的
ない〈つかの間題を生じる。所望の溶融金属が鉛、すず
、亜鉛等の低融点合金からなる場合には、オリフィスに
関する問題は重大ではない。しかし、高い融点を有する
物質から製品を連続的に製造する商業的需要のため、オ
リフィスを用いる他の方法は困難な諸問題をかかえるこ
とになる。通常オリフィスの使用は、オリフィスにおい
て金属が固化しないようにするため更に加熱することを
必要とし、このため形成される製品の形状が変化する。

微細なオリフィスの使用は、オリフィスの時々の目詰ま
り即ち閉塞を防ぐため非常に清浄化された溶融金属を必
要とする。本発明は、オリフィスの寸法則ち流量の制御
の必要ないこ溶融状態から直接所望の製品を形成するも
のである。このように、薄片および粉体の製造のための
大きな冷却速度の長所は公知であるが、本発明において
は実用的で制御される方法をその実施のための装置と共
に提供する。研究規模においては０．０１ミクロン以下
の粒度を得るため毎秒１０７乃至１ぴ℃ものスプラット
（Ｓｐｌａｔ）法による冷却速度を得ることは公知であ
るが、実際的な商業用途において完成製品を形成するこ
とができる方法は依然として研究中であり、毎秒１ぴ℃
以上の冷却速度で冷却可能な方法については未だ報告さ
れていない。

本方法においては、物質の最終的な薄片粒子への形成が
実施されかっこの物質は溶融状態から直接形成され、従
って溶融金属および合金の特性と同様な溶融状態での特
性を有する無機化合物も実質的に同じ方法で形成するこ
とができる。溶融金属の特性と同じであるべき特性とは
溶融状態における粘度および表面張力で、これとともに
この化合物は溶融ガラスの粘度特性の広い連続範囲では
なく実質的に不連続な融点を有するものである。本発明
に対する種別に合致しかかる特性を有する物質は、ケル
ビン温度（ｏＫ）表示による平衡融点の数値の上下±２
５％の範囲の温度において１０‐３乃至１ポアズの範囲
の粘度を有し、又同じ温度範囲にあって１センチメート
ル当り１０乃至２５００ダインの大きさの表面張力を有
する。尚平衡融点とは合金が最初に完全に液になる温度
をいうものである。従来技術によれば、回転する銅のロ
ールの表面上にオリフィスから噴射される溶融物質流の
噴霧法が開示されている。

噂霧された物質流がロールの冷却面に当たりぶち状を呈
すると急速冷却が生じ、不定形態の多様な薄片が形成さ
れる。本発明は最終的な薄片製品の形状および寸法を制
御するものである。

この寸法および形状（厚さも含む）の制御は、製品寸法
が極めて小さい時には製品の物理的特性の決定の上で非
常に重要である。本文に開示される発明は、溶融金属と
同様な特性を有する物質から、溶融金属のプール、又は
溶融物質の自由垂下状液滴から、回転する円板部村のセ
レーション状端部に溶融物質を接触させることにより直
接に薄片粒子を形成する方法および装置であり、前記薄
片粒子は円板状部材の各セレーションの先端部に形成さ
れる。

前記部材の周囲の各セレーションは先端部に各１個の４
・さな粒子を形成させる。本発明を例示すれば、製品寸
法は約０．３８１肋×約ｏ．２５４側×約０．０５１肌
（０．０１５×０．０１×０．００２インチ）の範囲内
にある。

製品寸法は、中値が厚さ値の１の音以下、長さ値が中値
の３倍以下の範囲を有する。本発明の方法においては、
冷却ディスクの闇部のセレーションの先端部は、主とし
て物質表面に向けてこの先端部を前進させる円板の回転
により物質の溶融表面に対して衛突させられる。

この先端部の溶融物質の表面との接触を行うため、円板
は製品が形成される溶融物質の平衡面高さ又はこの高さ
に近い位置に移動されねばならない。この表面は、溶融
物質のプール状の表面でもよく、あるいは溶融物質の液
滴の表面張力により形成される液滴の綾部でもよい。円
板の回転軸は位置を調節するために表面に近づけ、又は
遠ざかる様に動かされる。溶融物質プールの状態の融成
物の調製方法は米国特許第３８３８１８５号に示されて
いる。

この方法に関連する装置制御部についても示されている
。自由垂下状液滴状の溶融物質の調製方法は、本発明に
必要とされるものと略々同じ装置およびその制御部につ
いても記載する米国特許第３８９６２０３号に開示され
ている。以下図面を参照して本発明を説明する。薄片の
形成方法が実施される装置は第１図に示す如くである。

薄片の形成のため、熱抽出用回転可能な円板状部材２０
が溶融物質のプール２１上方で回転される。

この円板状部材２川ま円形として説明されるが、状況に
応じて他の非円形状を用いてもよい。円板２０は、電気
モータ、歯車箱又は他の周知の装置の如き従来周知の型
式の動力伝達装置（図示せず）を介して接続されるシャ
フト２２上で回転される。融成物２１と呼ばれる溶融物
質は、内容物質をその融点以上の温度に加熱する素子２
４を有する容器２３により加熱保持される。

円板２０の外周部には傾斜したセレーション即ち歯列２
８（本文では同義的に用いる）が設けられている。各セ
レーションは傾斜する先端縁２５と半径方向面２６とも
有する。円板２０とシャフト２２は、融成物２１の表面
２７に対して昇降させられるようになされている。適正
条件下で運転される時、シャフト２２と表面２７間の距
離は短縮され、円板２１の周部は表面２７に向って降下
され、セレーション２８の先端縁２５は迅速な打撃作用
で表面２７を打撃する。先端縁２５の比較的低温面は表
面２７上に衝突しセレーションの前面に急速な冷却波を
形成する。冷却は直ちに開始する。先端部２５が表面２
７の波頭から離れると、更に溶融物質の冷却が生じ、先
端縁２５の表面上に薄片３０が形成される。一時表面に
付着した薄片は表面を離れて遠心力と周囲の大気および
他のガスの抵抗力が薄片を円板から離す様になる点迄上
昇され、そこで容器３１に向って放出される。ここから
薄片は貯溜区画３２に落下する。この剥離作用は完全に
解明されていないが、複雑な熱り６力がこの剥離作用に
ある効果を及ぼしているものと考えられる。葛虫成物２
１と呼ばれる溶融物質は金属元素、合金、又は無機化合
物である。過熱量（物質の平衡点を超える温度数値）は
薄片３０の寸法および厚さに影響を及ぼすが、操作中融
成物の温度を正確に制御する必要なしに使用する物質の
平衡融点（ケルビン温度表示ｏＫ）の数値の土２５％の
範囲の温度の融成物を用いて実質的に均等な形状の薄片
が形成可能であることが判った。望ましい温度の定量的
定義が通常所望の融成物温度を包含するが、本方法では
異常な融成物温度を必要としない。尚前記平衡融点温度
数値の上下士２５％の範囲は平衡融点温度と平衡融点＋
２５％の温度との間の範囲がスラツシや成分変化の点か
ら平衡融点温度と平衡融点−２５％の温度との間の範囲
より望ましい。従って、本方法は、加熱コストと溶融物
質の流動性との間の妥協をもたらす従来周知の鋳造温度
で金属および合金に使用可能であることが判る。

融成物２１は、薄片粒子３０の形成を実質的に妨げるこ
となく周囲の大気との過度の反応を防ぐための薄い保護
作用を有する媒潟性被膜を有する様にすることも出釆る
。薄片粒子は、最初この煤熔性被膜下方のセレーション
２８の先端面２５上に形成され、一たん外に出れば何ら
の悪影響を及ぼさない表面の煤溶層を通過する。必要に
応じて、装置の簡単性が融成物と薄片を取囲む不活性の
雰囲気が設けられる簡単な容器（図示せず）を使用出来
る様にする。円板２０は第２図に示す如く外縁部付近で
テーパ状を呈する。

これにより、緑部付近に十分な熱抽出のための構造質量
が得られるが、溶融物質表面に対しては極〈小さな表面
が供されるに過ぎない。円板２０の断面部におけるテー
パ角度Ｑは、セレーションの他のの寸法を考慮に入れて
比較的短か〈広中の薄片粒子を形成するものであればど
んな値でもよいことは明らかである。６００および９０
ｏのテーパ角度Ｑが適当な薄片を供するものであること
を実証した。

第３図に示す如く、セレーションの勾配は、後緑部２６
の先端から基部迄の高さ日と、周辺距離Ｐ（即ち、ピッ
チ）と、セレーション２８の基部における円周に対する
接線と先端縁２５の表面との間の角度のこより決定され
る。

これ等寸法の実験値および選定値については本文におい
て以下に論述する。本発明の別の実施態様は第４図およ
び第５図に示されるが、この場合には角度Ｑ′を有する
Ｖ字形のテーパ綾部を有する回転する熱抽出用の円板部
材２０′は第１図の実施態様について述べた方法と略々
同様にシャフト２２′上で回転される。

しかし、第４図の実施態様においては、薄片形成用の物
質のロッド３６の端部で溶融して垂下する液滴３５との
接触により薄片粒子３０′は円板２０′の頂部で形成さ
れる。図示せず本発明に関する構成に影響のない手段に
より材料３６は端部又はその付近で局部的に加熱されて
溶融状態の垂下液滴を形成する。

当技術において使用可能な材料ロッドを局部的に加熱す
る手段は数多〈あり、当業者であれば多くの実験の必要
ないこ使用可能な実施態様を考えることができる。例え
ば、多くの材料の場合に酸素アセチレン・トーチが使用
でき、アセチレンを豊富に含む混合気を使用する場合は
、液滴に遮蔽雰囲気を提供して溶融物質の酸化作用を減
少する利点を有する。抵抗による加熱、誘導加熱、電子
ビーム加熱等を含む種々の加熱手段も使用できる。固体
源の局部加熱に用いられる手段は、溶融すべき物質の融
点、与えられた時間で溶融される物質の質量、固体がそ
の融点迄加熱される速度を考慮することにより決定され
る。物質に与えられる熱が多すぎる場合は、垂下する液
滴は安定状態を維持するには大きくなり過ぎる。もし熱
が不足すれば、回転する円板状部村は制御された寸法の
薄片粒子を形成するのに十分な溶融物質を生じない。第
４図の実施例の操作においては、先端面２５は液滴３５
の表面に衡突することにより溶融状態の垂下液滴と接触
する。第７図および第８図にも示される如く、薄片粒子
３０′が面２５上に形成される時非常に急速な冷却（急
冷）作用が生じる。薄片粒子３０，３０′は厚さＴ、長
さＬ、および中Ｗを有する。長さＬおよび幅Ｗは下側に
接する先端面２５の形状の関数である。先端縁の面２５
は、表面積、形態および端部のテーパ角度Ｑ、接触角度
８、ピッチＰ、および高さＨＩこより決定される諸寸法
を有する。円板２０′の連続的な回転により、薄片粒子
３０′は溶融状態の垂下液滴３５から抽出され、面２５
の冷却効果により固化され、貯溜部３８において収集さ
れる容器３７内に放出される。

前の実施態様について記述したように、薄片粒子３０′
は大気の抵抗および遠心力により面２５から放出される
。

しかし、両方の実施態様におけるある材料を用いる場合
には、第１図および第４図に示される通常の放出位置を
超えて回転した位置において円板の表面上の軽い擦過作
用則ち払拭作用により全ての薄片粒子を確実に放出させ
ることが有効であることが判った。本発明に用いられる
如き溶融状態の垂下液滴の安定性は開示される作動パラ
メーターが採用される時に維持される。

接触面２５，２５の面積は４・さく、液満面との接触が
終る瞬間の一点に向ってナーパーしている。このため液
滴表面の騒乱を最少限度に抑え、この液滴表面は表面張
力を介して液滴形態の安定度に寄与する。第４図の実施
態様により処理できる材料は第１図の実施態様により処
理できる材料料と同じであることが判った。これ等の材
料には、ほとんどの金属、ならびにケルビン温度（ｏＫ
）表示による平衡融点の数値の上下±２５％範囲内の温
度で下記の特性の溶融物質要件を満す化合物および元素
が含まれる。即ち、１センチメートル当り１０及至２５
００ダインの範囲内の表面張力、１０‐３乃至１ポアズ
の範囲内の粘度、妥当なとびとびの融点（即ち、不連続
状の温度対粘度カーブ）である。更に、本発明は、合金
に含まれる組成分のいずれかの最初の固化（液相温度）
と最も低い融点の成分が固化して完全に固体化した物質
を生じる温度（固相温度）との間の広い温度範囲を呈示
する場合においても適用可能である。定義すれば、この
ような合金は、ある物質が液相温度と固相温度の間の温
度にある場合でも液相温度を僅かに超えるだけで「溶融
状態」となる。第１図に示す如く溶融物質のプールから
抽出放出する方法によるか、あるいは第４図に示す如く
溶融状態で垂下する液滴から抽出放出することによる本
発明の実施は、その一例を第９図に示す多重型の熱抽出
回転円板状部材を用いて可能である。

第９図においては、円板状部材４０がシャフト４１上に
回転するように支持されている。

都材４川ま傾斜するセレーション４２を設けた多重型外
「周一部を有する。セレーション４２は、１個の円板状
部材について前に述べたものと同じ形態および構造を有
する。多重型刃部の装置および方法については、フィラ
メントの製造に関する米国特許第３８７１４３母歌こ示
されている。

本発明の多重型刃部の使用においては、各々の歯状に形
成された刃部（図示の如く）又は螺線の部分（図示せず
）が熱抽出部材の周面上に配置されている。いずれの場
合でも本発明の方法も装置も同機である。多重刃部は同
時に溶融物質に接触するように移動される。

しかし、薄片の形成率は、単位時間当り則ち円板状部材
の回転数当りの溶融物質に送られる円板状刃部の数に比
例して増加する。ある場合には円板２０，２０′を冷却
することが必要なことが判った。

この冷却は、数多くの周知の方法、例えば円板の中空部
に水を通すなどにより行われる。もち論、冷却量は溶融
物質からの熱抽出率により決定される。本発明の評価は
種々の方法により行われた。以下は例示であり、本発明
の範囲を限定するものではない。約１８４側（７１／４
インチ）および約２０３帆（８インチ）の直径の円板を
用いて良好な製品が得られることが判った。この直径が
約２０３肋（８インチ）の円板にはその周部に３００，
９００，１２０川固のセレーションを設けたものが試験
された。この場合のセレーションの間隔（Ｐ）はそれぞ
れ約２．１３側（０．０８４インチ）、約０．７１１脇
（０．０２８インチ）、約０．５３３側（０．０２１イ
ンチ）であった。この試験においては接触角度８の値を
３ｏ、６０、１〆、ｌｙ、４５０として適当な製品を得
た。ねじ部の周部に加工された６００および９０ｏのテ
−パ角度Ｑを有するいくつかの多重型円板を試験した。
ねじ間隔が約１．２７肌（０．０５インチ）、約０．８
４帆（０．０３３）、約０．６４肋（０．０２５インチ
）でセレーションは本発明の他の実施態様について前に
記述したものと同様にしして評価を行った。この間隔は
１インチ（約２５．４肋）当り２０，３０，４０の綾数
であつた。本発明についての実施例の諸パラメーターお
よび材料の摘要を表Ａに示す。

表Ａ 円板材料 鋼、真銭、Ａ−６鋼 円 板 直 径 約１８４微２０３物（７レ４、８イ
ンチ）角 度 ａ ３０，６０，１２０，１５０，４
５０円 板 の ３ｏｏ，６ｏｏ，９００，１２０
０セレーンョン数円周１インチ （２５．４物）当 １５，１８，２０，２４，３６，
りのセレーショ ４８ン数（Ｐ） 円板速度 ｌｏｏ乃至２０００ＲＰＭ 材料送り速度 円板緑に対し毎時約６８０分（１．５
ポンド）角 度 ０ ６００および９００ 雰 囲 気 空気、真空 モ ド 溶融プールからの抽出 垂下状液滴からの抽出 薄片材料 ３０４ＳＵＳ、Ｔｉ−６ＡＩ−４Ｖ、Ｈａ
ｙｎｅｓ合金修４０，亜鉛３０４ＳＵＳとはＡＩＳＩに
よる名称で下記組成（重量比％）のステンレススチール
である。

Ｃ：最大０．１をＭｎ：最大２．００ Ｓｉ：最大１．０以Ｃｒ：１８．００〜２０．００Ｎｉ
：８．００〜１２．００、Ｆｅ：残平衡融点は１８０５
０Ｋである。

Ｔｉ−６Ａぐ−４Ｖとは重量比％で Ａそ：５．５〜６．７＆Ｖ：３．５〜４．５Ｔｉ：残を
含むチタニウム合金でありその平衡融点はＨＥｙ船ｓ合
金船．４０とはＨａ飢ｅｓＸ４０、又はＨａ叩ｅｓＳｔ
ｅｌｌｉｔｅ地．３１と称される合金でＣ：０．４５〜
０．５５％、Ｃｒ：２４．５〜２６．５％、Ｎｉ：９．
５〜１１．５％、Ｗ：７．０〜８．０％、Ｃｏ：残の組
成でその平衡融点は１６７０ｏＫである。

本発明の実施から、薄片粒子の長さがセレーションの間
隔（Ｐ）の長さの一部に相当し、間隔が長い程長さが長
くなることが判る。しかし、長さＬは接触角ａが大きく
なる程短くなる。粒子の中Ｗは「ランド一部の中又は先
端緑の表面積に依存する。これはテーパ角度Ｑならびに
長さＬおよび接触角度ａに制御される。粒子の厚さＴは
ある程度円板の回転速度に依存し、速度が早い程粒子の
厚さは薄くなる。その結果、個々の薄片粒子の形状およ
び寸法に対してかなりの制御を行うことが可能になる。
溶融物質を通過する先端縁表面はこの表面から離れる方
向の液体の運動成分を生じるものと考えられる。

この成分は液体が次のセレーションの先端緑表面と接触
する前に完全に切離される作用を助ける。このことはこ
のように小さなセレーション（間隔Ｐが僅かに約０．５
１脚（０．０２インチ）である）が別個の薄片粒子を生
じることに成功裡に作用することの理由であろうと考え
られる。作用が好結果を収めるのは薄平粒子の長さＬが
セレーションの間隔Ｐよりも短い場合である。

この状態は、切欠き縁部が液体と接触しこのため切欠き
に続くフィラメントに不整を生じる従来技術の融成物抽
出法の場合と全く異なっている。接触角のこより生じる
流体運動はセレーション緑部を設けた円板の使用におけ
る非常に重要な要素である。角度８が増加すると、融成
物に生じる騒乱は増加し、この補償のため円板速度を下
げることが必要となる。従って、作用可能ではあるが約
２０ｏを超える接触角度を有するセレーションは望まし
くない。３０乃至１〆の接触角度ａが更に望ましい。

この接触角度０および周部の間隔Ｐが小さくなると高さ
日も又低くなる。高さが約０．２５４側（約０．００１
インチ）よりも低い場合は、個々の粒子に対する溶融金
属の分離は顕著により有効でなくなる。高さ日が約０．
０７６側０．００３インチ）であれば、分離作用は問題
とならない。従って３ｏの角度のこ対する最小ピッチＰ
はおそらく約０．２５４側乃至０．５０８肋（０．０１
乃至０．０２ィンチ）となる。６ｏの接触角度のこ対し
ては最小ピッチＰはおよそ３０の場合の約半分となる。

本発明の作用モード 以上の詳細な説明の示唆に従来技術により以下の事例は
当業者が本発明の内容を理解すると共に本発明を実施す
ることが十分可能である。

事例１ 溶融状態の垂下液滴装置を用いて空気の雰囲気中で材料
の熱源として酸素アセチレン・トーチを用い、材料とし
て約６．３５脚（１′４インチ）の直径の３０４ステン
レス鋼を使用して薄片を形成した。

混合気を溶融状態の液滴の酸化を制限するため僅かにア
セチレン分の多い状態に維持した。真鋼製の約２０３側
（８インチ）の直径の単列歯の熱抽出用水袷円板を１０
仇ｐｍ（毎分約６１の＝２００フィ−ト）で回転させた
。ステンレス鋼のロッドを毎分約３．８１肋（０．１５
インチ）の速度で円板に対して送つた。品質の良好な薄
片製品はこの真鈴円板で形成された。

セレーションの寸法は、８＝３０、Ｑ＝９０ｏ、Ｐ＝約
１．０２帆（０．０４インチ）（セレーション個数６０
０）であった。製品は第７図および第８図に示す如く、
Ｌ＝０．３８肋（０．０１５インチ）、Ｗ＝０．２５側
（０．０１インチ）、Ｔ＝０．０５肋（０．００２イン
チ）の寸法であった。このような薄片粒子は約３．９５
×１０‐８ｋ９（約８．７×１０‐８ポンド）の重量で
あった。事例２ 事例１の方法において装置を５０仇ｐｍの速度で運転し
て毎時約０．７１ｋ９（約１．５７ポンド）の割合で良
好な製品を形成した。

事例３ 溶融亜鉛のプールを用いる装置を用いて大気中で薄片を
形成した。

（旭鉛の平衡融点６９３Ｋ）真鈴製の約２０３肋（８イ
ンチ）の直径の単列歯の熱抽出用円板を１０仇ｐｍ（約
６１の＝２００フィート）の速度で回転させ、融成物の
プール表面に対して降下させる。この真鈴製ディスクに
より良好な品質の製品が得られた。

セレーション寸法は、０＝３ｏ、Ｑ＝９０ｏ、Ｐ＝約１
．０２側（０．０４インチ）（セレーション数：６００
）であった。製品は第７図および第８図に示す如く、Ｌ
＝０．３８の（０．０１５インチ）、Ｗ＝０．２５側（
０．０１インチ）、Ｔニ０．０５肋（０．００２インチ
）の寸法であった。この薄片粒子は約１．８１×１０‐
８ｋ９（約４×１０‐８ポンド）の重さであった。事例
４事例３の方法において装置を５０仇ｐｍで運転し、毎
時約０．３２ｋ９（約０．７ポンド）の割合で良好な製
品を得た。

事例５ 溶融状態の垂下状液瓶装置を用い、空気の雰囲気中で材
料の熱源として酸素アセチレントーチを用い材料として
約６．３５肌（１／４インチ）の直径の３０４ステンレ
ス鋼ロッドを使用して薄片を形成した。

混合気は溶融状の液滴の酸化を制限するため僅かにアセ
チレン分の多い状態に維持された。真銭製の約１９比吻
（７１／４インチ）の直径の多重歯列の熱抽出用水冷円
板を１１０風ＰＭ（毎分約６斑ｍ＝２４６０フィート）
の速度で回転した。ステンレス鋼ロッドを毎分ＩＱ肋（
０．４１インチ）の速度で円板に対し送った。 この真
銭製円板上で良好な品質の製品を得た。セレーション寸
法は、０＝６ｏ、Ｘ＝９００、Ｐ＝１．０２肋（０．０
４インチ）（セレーシヨン数：６００）、歯部間隔＝約
１．２７側（６．３５柳＝１／４インチの平坦周面方向
に５刃）であった。この薄片粒子は約０．７７×１０‐
８ｋ９（約１．７×１０‐８ポンド）の重さであった。
事例６ 真空中で溶融状態の垂下状液滴装置を用い、材料の熱源
として電子ビームを用い、材料として約４．７６側（３
／１６ィンチ）の直径のＴｉ−船夕‐４Ｖ合金を用いて
薄片粒子を形成した。

事例５で用いたものと同じ熱抽出用水冷円板を３５皿Ｐ
Ｍ（毎分約２０２の＝６６４フィート）で回転した。チ
タン合金ロッドを毎分約１２．７肋（０．５インチ）の
割合で円板に対して送った。良質の製品を得た。

この円板で形成された薄片粒子は約４．５３６×１０‐
８ｋ９（１０×１０‐８ポンド）の重量であった。事例
７ 溶融状態の垂下状の液滴装置を用い、空気の雰囲気中で
材料の熱源として酸素アセチレン・トーチを用い、材料
として約６．３５側（１／４インチ）の直径の３０４ス
テンレス鋼のロッドを使用して薄片を形成した。

混合気は溶融状態の液滴の酸化を制限するため僅かにア
セチレン分の多い状態に維持された。真鈴製の約２５肌
（１インチ）の直径の熱抽出用水冷円板を２００皿ＰＭ
（毎分約１２７８ｍ＝４１総フィート）の速度で回転し
、ステンレス鋼のロッドを毎分約６．８６肌（０．２７
インチ）の割合で円板に対して送った。この真鈴製円板
上で良質な製品が形成された。

セレーション寸法は、８＝１２ｏ、Ｑ＝９００、Ｐ＝１
．０２肋（０．０４インチ）（セレーション個数：６０
０）であった。この薄片粒子は約１３６×１０‐８夕（
約０．３×１０‐８ポンド）の重量であった。事例１乃
至７において実施された如く本発明の方法は冷却された
金属性表面と直接後触している間に（溶融状態から）あ
る量の熱ェネルギを失って金属の薄片粒子を形成するも
のである。

このことは、冷却速度が非常に早く、毎秒１０‐６℃の
程度になるものと考えられる。このような冷却速度によ
り非常に微細な粒度（通常１ミクロン以内）の薄片粒子
内に非常に均質な組成を形成するものである。処理中の
薄片粒子の立体的形状の制御は薄片が形成される装置の
形態により維持される。本発明については特に望ましい
実施態様および事例に関して本文に開示したが、これ等
の概念は当業者にとっては容易にその変更が着想できる
ものであることは理解されよう。このような変更は頭書
の特許請求の範囲に含まれるものと考えられるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶融物質の表面から簿片粒子を形成するため周
部にセレーションを有する熱抽出用回転円板状部材を示
す溶融物質容器装置の縦断面図、第２図は円板状部材の
周端部に向うテーパ角度を示すプール内の溶融物質中の
セレーションの先端部の拡大断面図、第３図は円板状部
材の周部の個々のセレーションの寸法要素を示す部分立
面図、第４図は物質上のセレーションの接触状態を示す
ロッド状の物質供ｖ給源の溶融物質の垂下状液滴から薄
片粒子を形成する熱抽出用回転円板状部材の側面図、第
５図は溶融物質および回転円板状部材の縁部のセレーシ
ョンの表面上の薄片粒子の形態を示す第４図の実施例の
拡大断面図、第６図はセレーションの形態を示す円板状
の熱抽出用回転装置の一部の平面図、第７図は熱抽出用
回転円板状部材のセレーションの先端緑上に形成された
薄片粒子の厚さ寸法を示す円板状部材の縁部の一部の拡
大立面図、第８図は薄片粒子の一形態の寸法関係を示す
平面図、第９図は多重刃部を有する熱抽出用円板状部村
の部分断面を示す立面図である。 ２０・・・円板状部材、２１・・・溶融材料プール、２
２・・・シャフト、２３・・・容器、２４・・・加熱素
子、２５・・・先端縁、２６・・・半径方向面、２７・
・・溶融面、２８…セレーション（歯列）、３０・・・
薄片、３１・・・容器、３２・・・貯溜区画、３５・・
・液滴、３７・・・容器、３８…貯溜部、４０・・・部
材、４１・・・シャフト、４２…セレーシヨン。 ′／６ ′／ ′′ＧＪ ′／夕 ４ ′／Ｇ６ ′／夕 ′／Ｇ○ ′′ｏ 夕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケルビン温度（°Ｋ）表示による平衡融点の数値の
   ±２５％の範囲の温度の溶融物質でかかる温度において
   ０．００１乃至１ポアズの粘度および１センチメートル
   当り１０乃至２５００ダインの表面張力を有する溶融物
   質から薄片粒子を形成する方法にして、（ａ） テーパ
   ー状のセレーシヨンを設けた縁部を有する熱抽出用円板
   を回転させること；（ｂ） 前記溶融物質の表面に前記
   円板縁部のセレーシヨンを進入させて各セレーシヨン上
   に独立分離状の薄平粒子を形成し、前記粒子から熱を奪
   い前記セレーシヨン上の前記粒子を少くとも部分的に固
   化させること；（ｃ） 前記セレーシヨンから前記粒子
   を解放すること；（ｄ） 前記粒子を周囲の雰囲気中に
   おいて冷却すること；を含む薄平粒子形成方法。 ２ 前記（ｂ）の段階において接触される前記溶融物質
   は溶融状プールに存在する特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 前記（ｂ）の段階において接触される前記溶融物質
   は垂下する液滴形態に形成される特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ４ 前記（ａ）の段階の前記セレーシヨンは該セレーシ
   ヨンの基部の周方向突起の接線に対ち少くとも３°の角
   度の先端縁をなすよう形成され、前記薄片粒子が前記セ
   レーシヨンの前記先端縁上に形成される特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ５ 前記溶融物質は前記熱抽出部材の１回転当り３００
   乃至１２００個のセレーシヨンにより接触される特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記セレーシヨンの外方端部の周速は毎分約６１乃
   至９１５ｍ（２００乃至３０００フイート）の範囲にあ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 前記の熱抽出用円板部材上の各セレーシヨンの先端
   縁表面は、該先端縁表面を前記物質の表面に衝突する角
   度で前記溶融物質と接触させて前記表面と接触する前記
   溶融物質を少くとも毎秒１０＾８℃の割合で冷却するに
   十分な急冷速度を与える特許請求の範囲第４項記載の方
   法。 ８ 前記の熱抽出円板部材は前記溶融物質と略々同時に
   接触する多重列の隣接する縁部のセレーシヨンを有する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 前記縁部のテーパ角度は約６０°乃至９０°の角度
   範囲内にある特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０ 前記縁部のテーパ角度は約６０°乃至９０°の角
   度範囲内にあり、前記先端縁表面の接触角度は少くとも
   ３°である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１ 前記（ｃ）の段階における前記粒子の解放作用は
   遠心力によるものである特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 １２ 前記（ｃ）の段階における前記粒子の解放は該粒
   子が少くとも部分的に個化された後前記セレーシヨンを
   払拭することにより助長される特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 １３ 前記溶融物質は金属および合金からなるグループ
   から選択される特許請求の範囲第１項記載の方法。 １４ 前記溶融物質は金属、合金、および無機化合物の
   グループから選択される特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 １５ ケルビン温度（°Ｋ）表示による平衡融点の数値
   の±２５％の範囲の温度の溶融物質で、かかる温度にお
   いて０．００１乃至１ポアズの粘度および１センチメー
   トル当り１０乃至２５００ダインの表面張力を有する溶
   融物質の表面から薄片粒子を形成する装置にして、（ａ
   ） 前記溶融物質の表面を支持する装置と；（ｂ） あ
   る角度でテーパ状になつた縁部上に複数個のセレーシヨ
   ンを有する熱抽出用円板と；（ｃ） 前記円板をその回
   転軸心の周囲に回転させる装置と；（ｄ） 前記円板を
   前記溶融物質に対して昇降させる装置と；（ｅ） 前記
   回転運動において進む方向に延在しかつ前記物質の表面
   に接触するように角度を有する各セレーシヨン上の縁部
   と；と含む装置。 １６ 前記セレーシヨンが外方縁部から基部に向つて実
   質的に半径方向の面と、前記基部における前記円板の周
   部に対する接線との間に少くとも３°の角度を有する先
   端面とを有する特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７ 前記円板の縁部のテーパ角度が約６０°乃至９０
   °の範囲内にある特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １８ 前記熱抽出用円板部材が金属製である特許請求の
   範囲第１６項記載の装置。１９ 前記熱抽出用円板部材
   が銅、真鍮およびスチールからなるグループから選択さ
   れる材料から作られる特許請求の範囲第１６項記載の装
   置。