JP4845802B2 - 溶融物流出ノズル - Google Patents
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Description
次に、本発明の溶融物流出ノズル1を用いた球状ガラス等の球状粒を製造する球状粒成形装置の一例について説明する。尚、この球状粒成形装置は、あくまで例示の目的であり、以下のものに何ら限定されるものではなく、溶融物を球状粒に成形する装置であればよい。
次に、上記の球状粒成形装置7による球状粒の成形方法について、図6に基づいて説明する。
直径1mmの微小球を製造するためのノズルを作成した。白金からなる円柱状の材料を用意するとともに、市販のバイトやドリルを改造した工具を用いて、この材料の中心に孔径0.8mmの貫通孔を開けた。その後、直径0.5mmのワイヤーを製作し、ワイヤーとダイヤの研磨剤を使用して貫通孔の内側の面についてワイヤー研磨加工を行った。それとともに、この材料の端部および外側の面を所定形状に切削し、研磨布や砥石等を用いた研磨加工により、内面、外面、および端面が0.2μmの中心線平均粗さ(Ra)を有する溶融物流出ノズルを得た。ここで、ノズルの外周面の中心線平均粗さ(Ra)は、超硬材からなる粗さ別標準試験片を参考にして、顕微鏡下で加工中の製品と比較しながら研磨粗度を把握することにより測定した。
白金からなる円柱状の材料の外側の面に対して切削のみを行い、研磨加工を行わなかった以外は、実施例と同様にして溶融物流出ノズルを得た。このノズルの内面、外面、および端面の中心線平均粗さ(Ra)は1.7μmであった。
このようにして得た溶融物流出ノズルを球状粒成形装置に設置した。そして、流出開始時の濡れ上がり性、流出開始時の安定性、流出中の安定性、および濡れ上がり時の復帰性について評価した。流出開始時の濡れ上がり性とは、溶融物流出ノズルの先端の内部で溶融物を固化させておき、この溶融物をバーナー等で加熱して溶融物の流出を開始したときの溶融物がノズル外面に濡れ上がる頻度をいう。流出開始時の安定性とは、溶融物の流出を開始した直後の5秒以内に発生する、目視で観察される溶融物流の乱れが発生する頻度をいう。溶融物流の乱れとは、流下する溶融物がねじれ等により、流下方向が定まらないことをいう。流出中の安定性とは、溶融物の流出を開始して5秒を超えてから発生する、目視で観察される溶融物流の乱れが発生する頻度をいう。濡れ上がり時の復帰性とは溶融物流出ノズルの外面に濡れあがって付着した溶融物をバーナーで加熱したとき、全て一体となって流れ落ちず、粒状に残存する頻度をいう。
上記により作製した溶融物流出ノズルを、溶融炉の白金製ルツボの底部に白金パイプを介して設けた。白金製ルツボで溶解するガラスとして重ランタン・フリントガラス[株式会社オハラ製L−LAH53]を用いた。また、溶融物流出ノズルの下方約5mの位置に液槽を配置するとともに、液槽内に水を入れた。この状態で、上記ガラス10kgを白金製ルツボに投入し、加熱溶融した。
上記により作製した溶融物流出ノズルを溶解炉の下端に設けた。溶融ルツボ内にシリコン100gを入れ、溶解炉においてシリコン溶解温度である1420℃で溶解した。シリコンのメルトダウンが完了したところで、溶融ルツボ内にアルゴンまたはヘリウムにより圧力をかけることにより、溶融物流出ノズルより溶融シリコンを押し出して溶融シリコンを滴下し、これを溶融物流出ノズルの下に設けられた回収容器の冷却油内で冷却してシリコン球状体を作製した。本実施例においては溶融シリコンがノズルに濡れ上がることなく安定してシリコン球状体を得ることができた。
上記により作製した溶融物流出ノズルを、カーボンからなる坩堝の底部に設けた。坩堝内に5Kgの無酸素銅を原料として仕込み、シリンダーを下げて振動棒の下端で溶融物流出ノズルを塞ぎながら、アルゴン雰囲気中で坩堝内の加熱を開始して銅を溶融した。坩堝内の温度が1150℃になるように高周波誘導加熱器を設定した。ノズルに取り付けられたカーボンリングは、高周波誘導加熱器からの高周波を受けて加熱した。坩堝内に仕込んだ銅が完全に溶融した後に、シリンダーを上げて溶融物流出ノズルを開けた。振動棒を4000Hzで振動させるとともに、坩堝内の圧力が0.03MPaになるようにアルゴンガスを注入して溶融物の噴出を開始した。ノズルから噴出した液滴は、焼き入れ油で冷却して凝固させ、その後に回収して脱脂洗浄して乾燥し、銅球状体を得た。本実施例においては溶融銅がノズルに濡れ上がることなく安定して銅球状体を得ることができた。
2 先端
21 端面
3 流出部
31 内面
32 外面
4 傾斜部
41 第二内面
42 第二外面
5 流入部
51 第三内面
52 第三外面
6 流路
7 球状粒成形装置
8 保持容器
9 炉体
10 誘導路
11 回収手段
111 液体
A1 第一の流路断面
a1 第一の流路断面積
Claims (14)
- 溶融物の流路を有する溶融物流出ノズルにおいて、
前記流路に面する内面と、前記内面を覆う外面と、前記内面および前記外面を先端で繋ぐ端面と、を備えるとともに、
前記外面および端面の中心線平均粗さ(Ra)が1.6μm以下であることを特徴とする溶融物流出ノズル。 - 前記内面の中心線平均粗さ(Ra)が1.6μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の溶融物流出ノズル。
- 少なくとも前記外面が白金または白金合金からなることを特徴とする、請求項1または2に記載の溶融物流出ノズル。
- 前記外面について、溶融物流出方向と垂直な断面が略円または略楕円であることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
- 前記端面が溶融物流出方向と垂直であることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
- 前記内面について、溶融物流出方向と垂直な断面積をa1としたとき、前記断面積a1が40mm2以下であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
- 前記内面について、溶融物流出方向と垂直な断面が円であることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
- 溶融物が溶融ガラスであることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
- 請求項1から8のいずれかに記載の溶融物流出ノズルを有する球状粒成形装置。
- 請求項1から8のいずれかに記載の溶融物流出ノズルを有する球状ガラス成形装置。
- 請求項1から8のいずれかに記載の溶融物流出ノズルを有するガラス成形体成形装置。
- 請求項9に記載の球状粒成形装置を用いて溶融物を球状に成形する球状粒製造方法。
- 請求項10に記載の球状ガラス成形装置を用いてガラスを球状に成形する球状ガラス製造方法。
- 請求項11に記載のガラス成形体成形装置を用いてガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法。
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