TWI410387B

TWI410387B - 熔融物流出噴嘴

Info

Publication number: TWI410387B
Application number: TW97115340A
Authority: TW
Inventors: Yuji Kudo; Isao Sugiyama
Original assignee: Ohara Kk
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2013-10-01
Also published as: CN101293187B; CN101293187A; JP2008273786A; TW200911713A; JP4845802B2

Description

熔融物流出噴嘴

本發明是關於一種用以使熔融玻璃等熔融物流出而成形為球狀、橢圓球狀或扁平球狀等近似球狀成形體之熔融物流出噴嘴。較佳的是關於一種用以成形數位多功能光碟(DVD)、光碟(CD)、磁光碟(MO,Magneto－optical Disc)等之光學讀取透鏡、用於行動電話中附帶照相機之透鏡、光通信用透鏡、或用於光學設備等中之透鏡或稜鏡等光學元件、或者用以利用精密壓機而獲得該等光學元件之預成型材料、或者作為用於半導體裝置等中之微型焊接(Micro－soldering)之焊球等微細金屬球而使用之微小球狀顆粒之熔融物流出噴嘴。

近年來，隨著微型工程之發展，業界正在進行由微型透鏡等微小光學元件構成的微小光學系統的設計及製造技術之開發。特別是自開始研究光通信系統實用化之時起，做為IVD、CD、磁光碟(MO)等之光學讀取透鏡、用於行動電話中附帶照相機之透鏡、光通信用透鏡、用於光學設備等中之透鏡或稜鏡等光學元件、或光纖或半導體雷射之成像元件，微型透鏡被開始廣泛應用，直到實用化。

另一方面，隨著光碟及DVD之普及，其讀取頭中使用之透鏡，或攝影機用透鏡等，無論其較小外徑，亦被要求具有高精度之光學性能。

為了使用玻璃來加工該等製品，先前是藉由研磨來直接對玻璃進行球面加工等，但是該方法既耗費成本，於加工時數上亦耗費時間。

再者，在半導體裝置等中進行的用於微型焊接之焊球、微機械等中所使用的微細滾珠軸承用之滾珠等廣泛領域內，要求窄粒度分布以及高真球度之微細金屬球，其需求正在增長。

因此，業界一直在研究以高精度且廉價地大量生產玻璃製造的該等元件或微小金屬球之方法(例如，專利文獻1)。

專利文獻1中所揭示之方法是，一面對熔融玻璃施加振動，一面將熔融玻璃自流孔排出至氣相中而形成玻璃滴，繼而使該玻璃滴一邊落下一邊凝固，藉此製造微小球狀顆粒。製造上述之微小球狀顆粒時，通常是在將坩堝內之玻璃加以熔融及澄清化時，預先使玻璃在熔融玻璃流出管內部或噴嘴前端內部固化，在開始進行球狀顆粒成形時使流出管昇溫，利用燃燒器等對在噴嘴前端內部已固化之玻璃加熱，開始流出熔融玻璃。然而，熔融玻璃開始流出時，有時玻璃會在噴嘴外表面潤濕上昇而於噴嘴前端形成團狀。在上述狀態下，無法使熔融玻璃作為固定流量及固定形狀之玻璃流而流出，從而無法獲得精度較佳之微小球。為此，雖然考慮出了暫時停止流出玻璃，藉由燃燒器等進行加熱以去除在噴嘴前端潤濕上昇之玻璃，但因為該方法無法徹底使玻璃自噴嘴前端去除，殘留在噴嘴前端之玻璃會進而引發潤濕上昇，而無法穩定地製造微小球狀顆粒。

又，在專利文獻2與專利文獻3中，揭示有如下方法：利用重力及熔融玻璃之表面張力，自流出管前端之熔融玻璃分離且滴落熔融玻璃塊，來成形球狀或橢圓球狀之玻璃體(預成型材料)。然而，在上述製造玻璃體之方法中，往往會出現熔融玻璃潤濕上昇並附著在噴嘴之前端附近而無法流出固定流量及固定形狀玻璃流之情形。又，由於潤濕上昇之玻璃會長時間保持在該處，被外部空氣冷卻至一定溫度，因此玻璃中將產生失透，已產生該失透之熔融玻璃而混入於落下的玻璃滴中，易於使所獲得之玻璃體產生因失透而導致不良。

因此，業界需要開發出一種不會使玻璃等之熔融物潤濕上昇並附著、能夠流出固定流量及固定形狀之熔融物流、能夠成形預成型材料或者玻璃元件等之球狀顆粒之熔融物流出噴嘴。

[專利文獻1]日本專利特開2003－104744號公報。

[專利文獻2]日本專利特公平7－51446號公報。

[專利文獻3]日本專利特開2001－089159號公報。

本發明之目的在於提供一種熔融物流出噴嘴，其用於使熔融物自熔融物流出噴嘴流出，於熔融物落下過程中，藉由重力及表面張力而以高精度大量製造微小球狀顆粒或預成型材料之方法或裝置，在製造微小球狀顆粒或預成型材料時，熔融物於噴嘴潤濕上昇的情形非常少，且能夠輕易地完全去除噴嘴前端潤濕上昇之玻璃。

本發明者等發現，在用於使熔融物流出而形成微小之球狀顆粒或預成型材料之裝置之熔融物流出噴嘴中，藉由將外表面之表面的中心線平均粗糙度(Ra，Centerline average roughness)設定於一定範圍內，而可在幾乎不會發生熔融物潤濕上昇之情形下，以高精度而穩定地形成大量的微小熔融物液滴等球狀顆粒或預成型材料，從而完成本發明。

更具體而言，本發明提供以下內容。

(1)一種熔融物流出噴嘴，其具有熔融物之流路，以使熔融物自前端流出，具備面向上述流路之內表面、包覆上述內表面之外表面、以及上述內表面與上述外表面於上述前端相接合而成之端面，且上述外表面之中心線平均粗糙度(Ra)為1.6 μm以下。

(2)如(1)所述之熔融物流出噴嘴，其中上述端面之中心線平均粗糙度(Ra)為1.6 μm以下。

(3)如(1)或(2)所述之熔融物流出噴嘴，其中上述內表面之中心線平均粗糙度(Ra)為1.6 μm以下。

(4)如(1)至(3)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中至少上述外表面係由鉑或者鉑合金構成。

(5)如(1)至(4)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中上述外表面之垂直於熔融物流出方向之剖面大致呈圓形或者大致呈橢圓形。

(6)如(1)至(5)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中上述端面與熔融物流出方向垂直。

(7)如(1)至(6)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中位於上述前端之上述內表面之垂直於熔融物流出方向的剖面積a₁ 為40 mm² 以下。

(8)如(1)至(7)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中上述內表面之垂直於熔融物流出方向之剖面大致呈圓形。

(9)如(1)至(7)中任一項所述之熔融物流出噴嘴，其中熔融物係熔融玻璃。

(10)一種球狀顆粒成形裝置，其具有(1)至(9)中任一項所述之熔融物流出噴嘴。

(11)一種球狀玻璃成形裝置，其具有(1)至(9)中任一項所述之熔融物流出噴嘴。

(12)一種玻璃成形體成形裝置，其具有(1)至(9)中任一項所述之熔融物流出噴嘴。

(13)一種球狀顆粒製造方法，其使用(10)所述之球狀顆粒成形裝置來使熔融物成形為球狀。

(14)一種球狀玻璃製造方法，其使用(11)所述之球狀玻璃成形裝置來使玻璃成形為球狀。

(15)一種玻璃成形體製造方法，其使用(12)所述之玻璃成形體成形裝置來製造玻璃成形體。

可以獲得一種熔融物流出噴嘴，其用以製造熔融物成形體，較佳的是製造微小之球狀顆粒或預成型材料，於該熔融物流出噴嘴，潤濕上昇之情形非常少，並且能夠輕易地完全去除噴嘴前端所潤濕上昇之玻璃。

因此，本發明之熔融物流出噴嘴可適用於製造熔融物成形體，較佳的是製造微小球狀顆粒或預成型材料。

以下，對本發明進行具體說明。

本發明熔融物流出噴嘴於內部具有熔融物之流路，以使熔融物自前端流出，該熔融物流出噴嘴具備面向流路之內表面、包覆內表面之外表面、以及在前端連接內表面與外表面之端面，並且外表面之中心線平均粗糙度(Ra)為1.6 μm以下。

以下，對本發明熔融物流出噴嘴之實施形態進行詳細說明，但本發明不受以下實施形態之任何限定，可於本發明目的之範圍內適當加以變化而實施本發明。再者，有時對說明重複之處會適當予以省略，其並非對本發明要旨之限定。

參照第一圖至第四圖，說明本發明之熔融物流出噴嘴之實施形態。第一圖係本發明實施形態熔融物流出噴嘴1之立體圖，第二圖係表示本發明實施形態之熔融物流出噴嘴1之各內表面及各外表面之立體圖。第三圖係以與熔融物流出方向平行且通過熔融物流出噴嘴1之中心之平面加以切斷之縱剖面圖。第四圖係本發明實施形態之熔融物流出噴嘴1之平面圖。

如第二圖與第三圖所示，本實施形態熔融物流出噴嘴1具備面向流路6之內表面31、包覆內表面31之外表面32、以及於前端2連接內表面31與外表面32之端面21，且將外表面32之表面中心線平均粗糙度(Ra)設定於一定範圍內。此外，筒狀熔融物流出噴嘴1由使熔融物流出之流出部3、與流出部3連接之傾斜部4、以及與傾斜部4連接而流入熔融物之流入部5構成，且內部形成有供熔融物流動之流路6，流路6呈現為如下形狀：具有位於熔融物流出側之內表面31、與內表面31連接且自第一流路剖面積a₁ 變為第一流路剖面積a₂ 之第一內表面41、以及與第一內表面41連接且具有第一流路剖面積a₂ 之第三內表面51，且第二流路剖面積a₂ 大於第一流路剖面積a₁ 。

此處，所謂流路剖面，係指出現於熔融物流出方向之垂直剖面，係由熔融物流出噴嘴1內側之面(內表面31、第二內表面41以及第三內表面51)所圍成之面，所謂流路剖面積係指上述流路剖面之面積。又，所謂第一流路剖面積a₁ ，係指出現於熔融物流出方向(第三圖之箭頭方向)之垂直剖面上之內表面31部分的流路剖面(第二圖之A₁ )之面積，又，所謂第二流路剖面積a₂ ，係指出現於熔融物流出方向之垂直剖面上之第三內表面51部分的流路剖面 (第二圖之A₂ )之面積。

又，熔融物流出噴嘴1之外表面呈現為如下形狀：位於熔融物流出側具有第一外形剖面積b₁ 之外表面32、與外表面32連接且自第一外形剖面積b₁ 變為第二外形剖面積b₂ 之第二外表面42、以及與第二外表面42連接且具有第二外形剖面積b₂ 之第三外表面52，且，第一外形剖面積b₁ 小於第二外形剖面積b₂ 。

此處，所謂外形剖面，係指出現於熔融物流出方向之垂直剖面，係以熔融物流出噴嘴1之外形(外表面32、第二外表面42、以及第三外表面52)所圍成之面，所謂外形剖面積，係指上述外形剖面之面積。又，所謂第一外形剖面積b₁ ，係指出現於外表面32部分的熔融物流出方向之垂直剖面以熔融物流出噴嘴1之外形所圍成之剖面(第二圖之B₁ )面積，所謂第二外形剖面積b₂ ，係指出現於第二外表面52之熔融物流出方向之垂直剖面以熔融物流出噴嘴1外形所圍成之剖面(第二圖之B₂ )面積。

本實施形態熔融物流出噴嘴1以外表面32之中心線平均粗糙度(Ra)為1.6 μm以下(參照第一圖)之方式而形成外表面32。

熔融物流出噴嘴1雖根據玻璃等之熔融物組成、取決於熔融物組成之熔融物黏度、以及熔融物流出噴嘴之原材料組成之不同，而多少有所差異，但通常具有易於被熔融物潤濕之性質。若熔融物對於熔融物流出噴嘴1之潤濕性較高，則當熔融物開始流出時或者熔融物流出時，熔融物將繞流至熔融物流出噴嘴1之外表面側，從而產生熔融物於熔融物流出噴嘴1外表面上方潤濕上昇之現象。繼而，潤濕上昇之熔融物於熔融物流出噴嘴1前端2結成塊，使得熔融物難以流出。或者，由於潤濕上昇而產生失透，從而成為所獲得之成形體產生不良之原因。

藉由將熔融物流出噴嘴1外表面32中心線平均粗糙度(Ra)設定於一預定範圍內，可容易地自外表面32去除潤濕上昇且附著之熔融物。又，藉由改變外表面32中心線平均粗糙度(Ra)，可改變外表面32對於熔融物之潤濕性，因此可防止熔融物潤濕上昇且附著於熔融物流出噴嘴1之外表面32。因此，可自熔融物流出噴嘴1穩定地流出固定流量及固定形狀之玻璃流，從而能夠以高精度來穩定地形成大量微小之球狀顆粒或預成型材料。

此處，熔融物流出噴嘴1外表面32之中心線平均粗糙度(Ra)較佳為1.6 μm以下，更佳為0.8 μm以下，最佳為0.2 μm以下。藉由使中心線平均粗糙度(Ra)處於1.6 μm以下，可有效抑制玻璃潤濕上昇於對玻璃之潤濕性較大之材料上，從而可輕易地去除附著於外表面32上之熔融物。

然而，為了降低熔融物流出噴嘴1之加工成本，較佳的是熔融物流出噴嘴1外表面32之中心線平均粗糙度(Ra)大於0.025 μm。

此處，中心線平均粗糙度(Ra)係依據JIS－B0601：2001而測得之值，當無法依據JIS－B0601：2001來測定上述中心線平均粗糙度時，以由超硬材料構成之按粗糙度分類的標準測試片作為參考，於顕微鏡下與加工過程中之製品進行比較而進行測定。

又，較佳的是，除外表面32以外，端面21(參照第四圖)或者內表面31(參照第三圖)之中心線平均粗糙度(Ra)亦為1.6 μm以下，更佳的是，端面21及內表面31之中心線平均粗糙度(Ra)與外表面32之中心線平均粗糙度相同。藉由使端面21及內表面31之中心線平均粗糙度(Ra)處於上述範圍內，使熔融物穩定地流下，從而提高成型品之精度及均質性。

對於熔融物流出噴嘴1流路6之流路剖面A₁ 與A₂ 、以及外表面形狀之外形剖面B₁ 與B₂ 之形狀並無特別限定，但就加工之容易度、熔融物流出噴嘴1之強度、及減少熔融物之流動紊亂等角度而言，較佳的是於所有位置均具有相似形狀。而且，就可輕易地去除附著於外表面32上之熔融物等角度而言，更佳的是外表面32位置之外形剖面大致呈圓形或者大致呈橢圓形；就使剛剛自熔融物流出噴嘴1流出口流出之熔融物之流出形狀易於成為圓柱狀、易於獲得約呈球狀或約呈橢圓狀球之成形體之觀點而言，更佳的是內表面31位置之流路剖面約呈圓形或約呈橢圓形。此外，最佳的是於熔融物流出噴嘴1中不存在壁厚不均勻，且流路剖面與外形剖面呈同心圓，其原因在於易於使熔融物流出噴嘴1附近熔融物之溫度分布變得均勻，從而易於獲得均質之成形體。

熔融物流出噴嘴1之端面21只要於前端2連接了內表面31及外表面32即可，對其形狀並無特別限定，但較佳的是與熔融物流出方向垂直。藉由使端面21與熔融物流出方向垂直，可容易地形成端面21，並且可充分地提高流出口附近之機械強度。

對於熔融物流出噴嘴1的內表面31(即，位於前端之內表面)部分的流路剖面積a₁ (參照第二圖)之大小，只要根據所欲製造之球狀顆粒大小而適當設計即可。於使直徑為6 mm以上之球狀顆粒或預成型材料成型之情形時，流路剖面積a₁ 之上限較佳為40 mm² 以下，於使直徑為2.5 mm以上~小於6 mm之球狀顆粒或預成型材料成型之情形時，流路剖面積a₁ 之上限較佳為30 mm² 以下，於使直徑小於2.5 mm之球狀顆粒或預成型材料成型之情形時，流路剖面積a₁ 之上限較佳為40 mm² 以下。只要流路剖面積a₁ 之大小處於上述範圍內，則可較佳地用於製造球狀顆粒或預成型材料。

再者，於與熔融物流出方向垂直之方向上切斷熔融物流出噴嘴1而成之剖面形狀，並未特別指定為如本實施形態般之圓形，如第五圖所示，例如亦可為橢圓形、四方形等形狀。

作為構成本發明熔融物流出噴嘴1之材料，可例示鉑、鉑合金等。鉑或鉑合金於高溫下穩定，且具有不易使雜質混入至熔融物中之性質，因此，亦可較佳地用於製造特別是需要較高熔融溫度或較少雜質等之玻璃。

本發明之熔融物流出噴嘴1可與將熔融物自保持容器導入至熔融物流出噴嘴1之引導通道一體化，亦可於引導通道與熔融物流出噴嘴1之間設置裝卸功能，以安裝於引導通道中使用。

作為具體實施例，將形成有引導通道出口的面的前端部與熔融物流出噴嘴1的流入部5，以將上述出口與流入部5連接方式密著，且利用螺絲固定等手段進行安裝或熔接。此時，若未能使上述出口與流入部5妥善密著的話，則在導管部之前端部與熔融物流出噴嘴1之間會進入熔融物，並使使熔融物自熔融物流出噴嘴1漏出，因此當安裝兩個部件時，必須至少使該兩個部件安裝為密著至不會使熔融物漏出之程度。

本發明之熔融物流出噴嘴1由例如機械加工而製得。具體而言，將市售之普通車刀(bite)或鑽頭(drill)加以改造而製成特別之工具，使用該工具，於圓柱狀材料之中心開設接近預定孔徑大小之貫通孔，以製作半成品。其後，製作與預定之孔徑相適配之線材(wire)，使用線材與金剛石之研磨劑，對貫通孔之內側面進行線材研磨加工。又，將該材料之外側面切削成預定之外表面形狀，藉由例如使用研磨布或磨石等之研磨加工，來製作具有所需之中心線平均粗糙度(Ra)之熔融物流出噴嘴1。再者，上述熔融物流出噴嘴1之製作方法係一示例，亦可利用其他方法來製作具有所需之中心線平均粗糙度(Ra)之熔融物流出噴嘴1。

[球狀顆粒成形裝置]

其次，對使用本發明的熔融物流出噴嘴1來製造球狀玻璃等球狀顆粒之球狀顆粒成形裝置之一例進行說明。再者，上述球狀顆粒成形裝置僅做例示之目的，本發明不受以下例示的任何限定，只要係將熔融物成形為球狀顆粒之裝置即可。

第六圖係安裝了本發明的熔融物流出噴嘴1之球狀顆粒成形裝置7之剖面圖。球狀顆粒成形裝置7具備保持玻璃、金屬、樹脂等熔融物C之鉑製等之保持容器8、以及對保持容器8進行加熱及/或連接(支持)保持容器8之爐體9。又，於保持容器8之下部，連接有將熔融物C引導至熔融物流出噴嘴1之引導通道10，熔融物C自保持容器8經由引導通道10，而自熔融物流出噴嘴1呈柱狀地流出。流出之熔融物C於空中落下，於落下過程中藉由重力或表面張力而分離，從而形成為球狀。所形成之球狀顆粒落入回收手段11中之液體111中。

關於熔融物C，只要是欲製造為球狀顆粒者則無特別限定，包括將無機組合物、金屬或有機組合物等熔融而成者，可以是熔融玻璃、熔融金屬、熔融樹脂等。

保持容器8具備用以攪拌保持容器8內熔融物C之攪拌機81以及加熱裝置(未圖示)。保持容器8只要可以熔融包含玻璃、金屬、樹脂等之原料即可，可使用周知之保持容器。

亦可使保持容器8於熔融物C為熔融玻璃之情形時，可對玻璃加以熔融、澄清，並且能夠利用例如加熱器(未圖示)等周知之裝置而使熔融物溫度保持在預定之溫度。又，攪拌機81亦可於水平方向上旋轉，並利用攪拌翼(未圖示)來攪拌熔融物而使該熔融物均質化，但亦可根據需要而省略該攪拌機81。

包覆保持容器8之周圍且由耐火磚等耐熱材料構成的爐體9，只要能夠耐受保持容器8之溫度即可，對於該爐體9之材質等並無特別限定。

引導通道10與保持容器8之下部連接著，以將保持容器8中之熔融物C引導至熔融物流出噴嘴1。於引導通道10中設置有未圖示之加熱器，藉由控制引導通道10之溫度，可控制引導通道10中熔融物之黏性，並且可控制引導通道10中熔融物C之流速。

熔融物流出噴嘴1與引導通道10連接著，且引導通道10與熔融物流出噴嘴1內流路6連通著。再者，熔融物流出噴嘴1亦可與引導通道10形成為一體。又，亦可設置未圖示之加熱器，以控制自熔融物流出噴嘴1的前端2流出的熔融物C之溫度，從而能夠控制熔融物C之黏性。加熱方式可為如下周知之方式：通電加熱、高週波加熱、紅外線加熱、或藉由使用燃燒器等而使氣體等燃燒來進行加熱等。

為了容易地獲得質量精度更高之球狀顆粒，亦可根據需要而將對引導通道10及/或熔融物流出噴嘴1施加振動之加振器連接於引導通道10及/或熔融物流出噴嘴1。再者，將加振器直接安裝於熔融物流出噴嘴1及/或引導通道 10，亦可獲得所需要的效果。

又，保持容器8上設置有原料投入口(未圖示)。可形成當原料投入口封閉時呈密閉狀態之構造。此外，當保持容器8中設置有壓力調節手段(未圖示)時，保持容器8亦可形成如下構造，即，當由壓力調節手段來加壓或減壓時，構造上能夠承受得住的具備耐壓性之構造。

壓力調節手段用以對保持容器8內熔融物C之液面施加壓力，無論保持容器8內熔融物C之貯藏量多少，均可使固定量熔融物C流出至引導通道10。

例如，當保持容器8內熔融物C之貯藏量較多時，利用壓力調節手段來對保持容器8內減壓，從而可防止熔融物C大量流出至引導通道10。又，當保持容器8內熔融物C之貯藏量較少時，利用壓力調節手段來對保持容器8內加壓，從而可防止熔融物C難以流出至引導通道10。再者，壓力調節手段亦可利用被密封的爐體9之內部壓力來進行調節。

接下來說明使用安裝了上述本發明之熔融物流出噴嘴1之球狀顆粒成形裝置7來製造球狀顆粒之方法。

首先，使包含玻璃或金屬等之原料熔融，用保持容器8來保持熔融物。亦可根據需要而使攪拌機81旋轉，並利用攪拌翼來攪拌熔融物而使該熔融物均質化。

其次，將上述熔融物自引導通道10引導至本發明之熔融物流出噴嘴1，並使熔融物自熔融物流出噴嘴1流出。熔融物自熔融物流出噴嘴1以細口徑連續流之狀態或者滴落之狀態而落入空中。

落入空中之熔融物因重力以及表面張力而成形為球狀，並被回收至回收手段11中。此時，使形成為球狀之熔融物落入至回收手段11中之液體111中，藉此，利用液體111來緩和衝擊，並且使形成為球狀之熔融物冷卻。

[球狀顆粒成形方法]

其次，根據第六圖，說明藉由上述球狀顆粒成形裝置7而成形出球狀顆粒之成形方法。

球狀顆粒之成形方法係使熔融物自噴嘴流出而成形為熔融物液滴等球狀顆粒之方法，使用本發明之熔融物流出噴嘴1作為上述噴嘴。

在熔融物液滴等球狀顆粒之成形方法中，利用周知之方法來製備作為起始材料之熔融物，經澄清、攪拌而使該熔融物均質化後，將該熔融物儲存於保持容器8內。在鉑製保持容器8之底部，連接有用以將內部熔融物C引導至熔融物流出噴嘴1之引導通道10，熔融物C穿過該引導通道10而抵達熔融物流出噴嘴1。

在保持容器8、引導通道10以及熔融物流出噴嘴1內進行溫度控制，以使內部熔融物C保持適當之溫度，固定流量熔融物C自熔融物流出噴嘴1之流出部3流出。

自熔融物流出噴嘴1呈柱狀地流出之熔融物C，相繼分離成一定重量之熔融物液滴，並因表面張力而形成為球狀顆粒。

上述一定重量的熔融物之分離方法係藉由控制熔融物流出噴嘴1以及引導通道10之溫度來控制熔融物之黏性，隨著熔融物之黏性變化熔融物之流速及流量亦被改變，使熔融物作為連續流而自熔融物流出噴嘴1流出，亦可由該連續流變為呈一行滴落之液滴狀熔融物塊。

[實施例]

以下，說明本發明之實施例，但本發明之範圍並不限定於該等實施例。

<實施例>

製作用以製造直徑為1 mm微小球之噴嘴。準備由鉑形成之圓柱狀材料，並且使用將市售之車刀或鑽頭加以改造而成之工具，於該材料之中心開設出孔徑為0.8 mm之貫通孔。其後，製作直徑為0.5 mm之線材，使用線材與金剛石研磨劑而對貫通孔內側之面進行線材研磨加工。在此同時，將該材料之端部以及外側之面切削成預定形狀，藉由使用研磨布或砥石等來研磨加工，而獲得內表面、外表面及端面具有0.2 μm之中心線平均粗糙度(Ra)之熔融物流出噴嘴。此處，噴嘴外周面之中心線平均粗糙度(Ra)藉由如下方式來測定：以由超硬材料構成之按粗糙度分類的標準測試片作為參考，一面在頭微鏡下與加工過程中之製品進行比較，一面把握研磨粗糙度。

所製得之噴嘴的流路剖面與外形剖面為同心圓，且流路剖面積之大小為0.52 mm² 。

<比較例>

對由鉑形成的圓柱狀材料外側之面僅進行切削，而未進行研磨加工，除此以外，以與實施例同樣之方式而獲得熔融物流出噴嘴。該噴嘴之內表面、外表面以及端面之中心線平均粗糙度(Ra)為1.7 μm。

<評價>

將以上述方式獲得之熔融物流出噴嘴設置於球狀顆粒成形裝置中。繼而，評價流出開始時之潤濕上昇性、流出開始時之穩定性、流出過程中之穩定性、以及潤濕上昇時之恢復性。所謂流出開始時之潤濕上昇性，係指預先使熔融物在熔融物流出噴嘴之前端內部固化，利用燃燒器等對該熔融物加熱而開始流出熔融物時，熔融物潤濕上昇於噴嘴外表面上之頻率。所謂流出開始時之穩定性，係指熔融物剛剛開始流出後之5秒鐘以內所產生之，以目視觀察到該熔融物流紊亂之產生頻率。所謂熔融物流紊亂，係指流下之熔融物因扭曲等而無法固定流下方向。所謂流出過程中之穩定性，係指熔融物開始流出後超過5秒後所產生之，以目視觀察到熔融物流紊亂之產生頻率。所謂潤濕上昇時之恢復性，係指利用燃燒器來對潤濕上昇並附著於熔融物流出噴嘴之外表面上之熔融物進行加熱時，未形成為一體流落而以粒狀殘留之頻率。

使玻璃重複流出20次，對於除了潤濕上昇時恢復性以外之該等評價項目進行評價。人為地使玻璃附著於噴嘴外表面後去除該玻璃，重複20次，對於潤濕上昇時之恢復性進行評價，將結果示於以下之表1。

[表1]

上述實施例可證明：對於本發明熔融物流出噴嘴而言，熔融物潤濕上昇於噴嘴之情形非常少，且可輕易地完全去除潤濕上昇在噴嘴前端之玻璃。

<用於形成玻璃球>

將藉由上述方法製得之熔融物流出噴嘴，經由鉑管而設置於熔融爐鉑製坩鍋之底部。使用重鑭火石玻璃[小原股份有限公司製造之L－LAH53]作為熔解於鉑製坩鍋中之玻璃。又，在熔融物流出噴嘴之下方約5 m之位置配置液槽，並且在液槽內注入水。在該狀態下，將10 Kg上述玻璃投入鉑製坩鍋中，並進行加熱熔融。

將加熱熔融後之爐溫設為1050℃，將鉑管後端部之溫度設為1050℃，將鉑管前端部之溫度設為1100℃，將熔融物流出噴嘴之前端部之溫度保持為1150℃。又，於上述狀態自熔融物流出噴嘴流出熔融玻璃之流出量(流量)為1.5 Kg~1.6 Kg/hr。

於上述條件下自噴嘴流出之熔融玻璃，至距離噴嘴前端約10 mm的下方是以連續流的形態流下，自此以下則變為呈一行連續排列之液滴狀玻璃塊，作為玻璃塊而落下。接下來，上述玻璃塊進而落入液槽內，藉由液槽內之水而緩和衝擊並且進行冷卻，繼而回收至液槽內。清洗自液槽回收之玻璃塊，製作由玻璃形成之微小球狀顆粒。

<用於形成半導體球>

將藉由上述方法製得之熔融物流出噴嘴設置於熔解爐之下端。於熔融坩鍋內放入矽100 g，於熔解爐中以矽熔解溫度即1420℃加以熔解。矽之熔化(melt down)結束後，利用氬氣或氦氣向熔融坩鍋內施加壓力，藉此，自熔融物流出噴嘴擠出熔融矽並使熔融矽滴落，於設於熔融物流出噴嘴下方的回收容器之冷卻油內，對滴落之熔融矽加以冷卻，製成矽球狀體。本實施例中，熔融矽不會潤濕上昇至噴嘴上，可以穩定地獲得矽球狀體。

<用於形成金屬球>

將藉由上述方法而製得之熔融物流出噴嘴，設於由碳形成的坩堝之底部。於坩堝內裝入5 Kg之無氧銅作為原料，使圓筒降下，一面利用振動棒之下端塞住熔融物流出噴嘴，一面於氬氣環境中開始坩堝內之加熱，以使銅熔融。設定高週波感應加熱器，以使坩堝內之溫度達到1150℃。安裝於噴嘴上之碳環受到來自高週波感應加熱器之高週波而加熱。裝入坩堝內之銅完全熔融後，昇起圓筒，並打開熔融物流出噴嘴。使振動棒以4000 Hz振動，並且注以氬氣以使坩堝內之壓力達到0.03 MPa，開始噴出熔融物。藉由淬火油而使自噴嘴噴出之液滴冷卻並凝固後，回收該液滴，且於對該液滴進行脫脂洗淨後加A乾燥，藉此獲得銅球狀體。本實施例中，熔融銅不會潤濕上昇至噴嘴上，可以穩定地獲得銅球狀體。

1‧‧‧熔融物流出噴嘴

2‧‧‧前端

3‧‧‧流出部

4‧‧‧傾斜部

5‧‧‧流入部

6‧‧‧流路

7‧‧‧球狀顆粒成形裝置

8‧‧‧保持容器

9‧‧‧爐體

10‧‧‧引導通道

11‧‧‧回收手段

21‧‧‧端面

31‧‧‧內表面

32‧‧‧外表面

41‧‧‧第二內表面

42‧‧‧第二外表面

51‧‧‧第三內表面

52‧‧‧第三外表面

111‧‧‧液體

A₁ ‧‧‧第一流路剖面

a₁ ‧‧‧第一流路剖面積

第一圖係本發明實施形態之熔融物流出噴嘴之立體圖。

第二圖係表示第一圖的熔融物流出噴嘴之各內表面及各外表面之透視圖。

第三圖係第一圖的熔融物流出噴嘴之縱剖面圖。

第四圖係第一圖的熔融物流出噴嘴之平面圖。

第五圖係例示本發明的熔融物流出噴嘴的變形之平面圖。

第六圖係安裝有第一圖的熔融物流出噴嘴之球狀顆粒成形裝置之剖面圖。