JPH05186240A - 熱軟化性物質流出用ノズルおよび該ノズルを持つ繊維化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維径の大きく異なる数種類の繊維が均一に
分散混合された繊維混合物を製造する装置を提供するこ
と。 【構成】 溶融熱軟化性物質流出用の複数個のオリフィ
ス2と各々の近傍に設けられたガス噴出オリフィス9、
9’〜11、11’とを備えており、オリフィス2は列状に配
置され、ノズル1の長手方向にそれぞれ少なくとも１個
以上からなる組合せで交互に配置され、オリフィス2a、
オリフィス2bおよびオリフィス2cの各内径の平均値d₁、
d₂、d₃、長さの平均値l₁、l₂、l₃は下式を満足する熱軟
化性物質流出用ノズル1または該熱軟化性物質流出用ノ
ズル1を持つ繊維化装置。 0.15(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦0.67(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・
・（１） 0.25(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦1.33(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・
・（２） 0.3(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)・・・・・・
・ （３）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高温で粘ちょう状態とな
る物質、例えばガラス、プラスチック、炭素繊維製造用
の調整ピッチ等から該物質の繊維を製造する装置に関
し、詳しくは同一組成を有し、平均繊維径が異なる数種
の繊維の混合物（以下、繊維混合物と称する）の製造に
好適な装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルームのフィルタ材として微細
なガラス繊維が大量に用いられている。また、自動車、
オートバイなどの鉛蓄電池にもガラス繊維を主体とした
セパレータが多量に用いられつつある。

【０００３】これらのガラス繊維を主体としたフィルタ
材あるいは蓄電池用セパレータには、蓄電池用セパレー
タを例に上げれば、平均繊維径が３μｍ以下のいわゆる
細径の繊維のみで構成されるものと、この細径の繊維と
これと平均繊維径が大きく異なる太さ１０μｍ以上ない
しは３〜１０μｍのいわゆる太径や中細径の繊維を併用
した複数の繊維から構成されるもの（以下、混抄セパレ
ータと称する）がある。ここで、太径や中細径の繊維は
セパレータの引張強度の増大などのために用いられる。

【０００４】この混抄セパレータとしては、直径２μｍ
以下の細径ガラス繊維５０〜１００重量％、直径２〜１
０μｍの中細径ガラス繊維０〜２０重量％、直径１０〜
３０μｍの太径ガラス繊維０〜５０重量％とからなるセ
パレータ（特開昭６２−１９５８５０号）や、直径１３
〜３０μｍの太径ガラス繊維２０〜８０重量％と直径３
μｍ以下の細径ガラス繊維２０〜８０重量％とからなる
セパレータ（特開昭５９−１３８０５８号）等が本出願
人から提案されている。

【０００５】これらの細径、中細径、および太径の繊維
の中で、細径と中細径の繊維については火炎法などのガ
ラス短繊維製造方法によって得られた繊維が用いられ、
太径の繊維についてはガラス長繊維を適当な長さに切断
した繊維などが用いられる。而して、３〜１０μｍの短
繊維を効率的に製造する方法としてＲＧＪ法（特公昭５
８−５７３７４号等）が、また、３μｍ以下の極細繊維
を製造する方法として改良されたＲＧＪ法（特公昭６２
−２２６８３５号等）が、いずれも本出願人より提案さ
れている。

【０００６】混抄セパレータにおいては、これらの方法
で独立に得られたそれぞれの種類の繊維がセパレータ全
体にわたり均一に分布していることが必要である。繊維
径の異なる数種の繊維を混在させる方法としては、抄紙
の前に、あらかじめ別々に計量されたそれぞれの種類の
繊維を水溶液中に入れ、パルパーや高速離解機で撹伴
し、分散混合させる方法が一般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら混合前の
細径繊維は繊維同士が複雑に絡み合っているために、均
一な分散混合のためにはこれらの絡み合いを十分にとき
ほぐす（離解する）ことが必要である。従って、例えば
異なる大きさを有する数種類の粒子を分散混合させる場
合と比較して強力な撹伴力と時間を必要とする。

【０００８】しかも、細径繊維をときほぐすために必要
なエネルギーは太径や中細径の繊維にとっては過剰のエ
ネルギーであるため、分散混合中にこれらの繊維の切断
や損傷が発生し、セパレータの引っ張り強度が低下する
など品質低下の原因となる不都合があった。

【０００９】そこで、本発明は、以上のような課題を克
服し、繊維同士の離解時間を短縮し、繊維の折れや損傷
によって生ずる混抄セパレータ等の成形品の引張強度の
低下を防止することによって高品質の繊維成形品をより
安価に製造することを目的とし、詳しくは、繊維径の大
きく異なる数種類の繊維が均一に分散混合された繊維混
合物を製造する装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は次の構成を採用した。すなわち、
溶融した熱軟化性物質から繊維を製造するための装置に
用いられるノズルであって、列状に配置された溶融した
熱軟化性物質を流出させるための複数個の流出オリフィ
スと該流出オリフィスの各々の近傍に設けられたガス噴
出オリフィスとを備えており、前記流出オリフィスは内
部形状の異なる二種類または三種類の流出オリフィスか
らなり、前記各種類の流出オリフィスはノズルの長手方
向にそれぞれ少なくとも１個以上からなる組合せで交互
に配置され、第１の種類の流出オリフィスの内径の平均
値ｄ₁、長さの平均値ｌ₁、第２の種類の流出オリフィス
の内径の平均値ｄ₂、長さの平均値ｌ₂、第３の種類の流
出オリフィスの内径の平均値ｄ₃、長さの平均値ｌ₃の間
には下式、 0.15(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦0.67(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（１） かつ、 0.25(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦1.33(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（２） かつ、 0.3(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)・・・・・・・（３） を満足する熱軟化性物質流出用ノズルまたは該熱軟化性
物質流出用ノズルを持つ繊維化装置である。

【００１１】このとき、ノズルに設けられた三種類の流
出オリフィスの中で、平均内径ｄ₁と平均長さｌ₁を有す
る第１の種類の流出オリフィスか、平均内径ｄ₂と平均
長さｌ₂を有する第２の種類の流出オリフィスのいずれ
かの個数が０であってもよい。

【００１２】本発明において、ｌ₁／ｄ₁ ⁴、ｌ₂／ｄ₂ ⁴、
ｌ₃／ｄ₃ ⁴の値が式（１）〜（３）で示された範囲を外
れると、ガス噴出オリフィスの位置や内径などの調節に
よっても、なお各々の流出オリフィスから得られる繊維
径の差が大きくならず、従って例えば、太径繊維の引張
強度増大効果といった繊維径が大きく異なることによっ
てもたらされる、それぞれの繊維の持つ特性が発揮され
ない。

【００１３】また、ノズルに設けられた前記三種類の流
出オリフィスの各々流出オリフィスの合計個数の全体の
個数に対する割合は、いずれの種類の流出オリフィスで
あっても５〜９０％であるのが望ましい。５％以下にな
ると、その流出オリフィスから得られる繊維の均一な分
布混在が困難となるので好適でない。また９０％以上に
なると、他の種類の流出オリフィスで５％以下となるも
のが生ずるため、同じ理由で好適でない。

【００１４】三種類の流出オリフィスの中で、平均内径
ｄ₁と平均長さｌ₁を有する第１の種類の流出オリフィス
か、平均内径ｄ₂と平均長さｌ₂を有する第２の種類の流
出オリフィスのいずれかの個数を０とすると、中細径繊
維と細径繊維、あるいは太径繊維と細径繊維といった２
種類の繊維の均一混合物を得る事が出来る。

【００１５】本実施例によって複数の種類の繊維の均一
な混合物が得られるが、得られる繊維の長さは繊維径が
大きくなるほど長くなる。これらはいずれも抄紙などの
成形過程の前の離解、混合過程で適当な長さに切断され
るのであるが、これらの離解、混合によってもなお繊維
が長すぎる場合やあらかじめ適当な長さに調節したい場
合には、繊維化の後、離解や混合の前に得られた繊維混
合物全体を一般的に知られた方法で切断すればよい。

【００１６】前記式（１）〜（３）を満足すると、第２
の種類のオリフィスの各々から流出する単位時間当りの
熱軟化性物質の流量は第１の種類のオリフィスの各々か
らのそれに比して４０％〜１００％になる。一方、第３
の種類のオリフィスの各々から流出する単位時間当りの
熱軟化性物質の流量は第１の種類のオリフィスの各々か
らのそれに比して１５％〜６７％になる。そこで、第３
の種類のオリフィスの各々から流出する単位時間当りの
熱軟化性物質の流量は第２の種類のオリフィスの各々か
らのそれに比して２５％〜１００％になる。

【００１７】その結果、これらの各オリフィスからのガ
ラス流量の差によって、第２の種類のオリフィスから流
出して繊維化される熱軟化性物質の繊維の直径は、通
常、第１の種類のオリフィスからの繊維の直径に比べて
同等かもしくは６０％にまで小さくなる。また、第３の
種類のオリフィスから流出して繊維化される熱軟化性物
質の繊維の直径は、通常、第１の種類のオリフィスから
の繊維の直径の８０％〜２０％にまで小さくなる。一
方、第３の種類のオリフィスから流出して繊維化される
熱軟化性物質の繊維の直径は、通常、第２の種類のオリ
フィスからの繊維の直径に比べて同等かもしくは４０％
にまで小さくなる。

【００１８】

【実施例】本発明のノズルはさきに説明したＲＧＪ法の
中で用いられる。そこではじめにＲＧＪ法（特公昭５８
−５７３７４号等参照）について説明する。ＲＧＪ法
は、要約すれば、溶融物流に沿って渦巻状に高温高圧ガ
ス流を吹き付けて粘ちょう物質を細繊化する工程を有す
るものである。

【００１９】より詳細に述べると、図７（図７（ｂ）は
図７（ａ）のＡ−Ａ’線切断図である。）を用いて詳細
に説明すると、例えば、図７に示すように溶融物ノズル
３１から粘ちょうにされた物質３２を連続に流出させる
こと、および、流出した粘ちょう物質３２の進行方向に
沿う第１の区域３３において、粘ちょう物質３２の中心
軸に垂直な横断面外周に沿う接線方向成分を有する直線
状高速気体流３４（以下、第１の高速気体流ということ
がある。）を溶融物ノズル３１の周りに周方向に間隔を
置いて配置した、少なくとも３本の気体流ノズル３５か
ら吹き出し、粘ちょう物質３２が横方向に変位するのを
妨げるように接触させて、粘ちょう物質３２を限定され
た領域に閉じ込めながら粘ちょう物質３２の進行方向の
周りに回転させることからなり、それによって前記第１
区域３３から粘ちょう物質３２の進行方向に引き続く第
２の区域３６において、主として前記気体流３４の回転
の力の慣性に基づく回転による遠心力によって粘ちょう
物質３２を横方向に向かって飛び出させ、そしてその飛
び出し方向を粘ちょう物質流の中心軸からみた円周方向
であって、かつ前記回転と同じ向きに回転させて、粘ち
ょう物質３２から該物質の繊維３７を連続的に引き出す
ことを特徴とする繊維の製造方法である。該方法におい
ては、溶融物ノズル３１からの流出に際し円柱状を呈す
る粘ちょう物質３２の流れに対して、該物質３２の進行
方向と同一方向成分と該物質３２の進行方向中心軸の周
りの回転成分とを合わせ持つ気体流３４を、前記第１の
区域３３においては粘ちょう物質３２の流れの中心軸線
に近づくように、引き続く第２の区域３６においては該
中心軸線から遠ざかるように作用させている。

【００２０】ここでは、流出した粘ちょう物質３２は第
１の区域３３においては、該物質３２の中心軸線に徐々
に近づく気体流３４の作用を受けて、回転しながら先細
りの円錐形状（コーン）３８を形成し、次に先細りの先
端から糸状に、すなわち一次繊維としてその回転方向、
すなわち横方向に向かって渦巻き状に旋回しながら飛び
出して行く。そして第２区域３６において粘ちょう物質
３２の流れの中心軸線から徐々に遠ざかる気体流３４の
牽引作用を受けて延伸細化され、細い繊維３７となるの
である。

【００２１】このＲＧＪ法は溶融物ノズル３１より流出
した溶融物流に沿って渦巻き状に高温高圧ガス流を吹き
付けて溶融物を細繊化するので、熱効率的に優れた繊維
化法であり、中細径繊維を効率よく製造できる。

【００２２】また、より細い繊維を製造可能とする前記
ＲＧＪ法を改良した方法として、図８に示すように溶融
ノズル４０より流出した溶融物流に渦巻き状にオリフィ
ス４１から吹き出す第１の高速気体流４２によって細繊
化された繊維を、流出する溶融物、即ち粘ちょう物質流
の中心軸へ向かって交差するか、もしくは該中心軸に平
行に複数方向から対向して下向きに開口したオリフィス
４３から吹き出される第２の高速気体流４４により吹き
飛ばし、更に、前記オリフィス４３の下方領域に向け
て、第３の気体噴出ノズル４５から第３の高温高速気体
流４６を、前記物質の流出するノズル４０の中心軸線を
挟む少なくとも２方向から該中心軸線に概ね垂直方向に
吹き出させ、極細繊維化しようという製造法が提案され
ている（特願平３−３０４５５１号）。

【００２３】これらの装置では、吐出された溶融熱軟化
性物質に対しガスジェットによる細繊化のための有効な
運動量を与えるために、該ガスジェットを噴出するため
のオリフィスを溶融した熱軟化性物質流出用オリフィス
の近傍に設け、更に繊維の生産量を上げるため該熱軟化
性物質流出用オリフィスとガス噴出用オリフィスとを多
数有するノズルを用いることが有利である。

【００２４】しかし、ノズルの工作上あるいは細繊化操
作上の便から、これらのオリフィスを１列または複数
列、列状に配置したノズルが好ましく用いられる。この
オリフィスは列状に配置するため、全体として長く伸び
た構造を有する。

【００２５】本発明は前記ＲＧＪ法および前記改良ＲＧ
Ｊ法を利用したものである。ここで、本発明の理解を助
けるために、添付図面を用いて説明する。添付図面の図
１〜図４は、本実施例の熱軟化性物質流出用ノズルの概
略図を示しており、図１は正面図、図２は図１のＡ−
Ａ’線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’線に沿う断
面図、図４は図１のＣ−Ｃ’線に沿う断面図、図５は底
面図である。なお、これらの図面は本発明を分かり易く
説明するために用いたもので、本発明はこの図面に限定
されるものではない。

【００２６】図１と図５において、本実施例の熱軟化性
物質流出用ノズル１は熱軟化性物質が溶融されている溶
融ポット（図示せず）の下部に、取り外し可能に又はポ
ットと一体となって取り付けられている。熱軟化性物質
流出用ノズル１には溶融ポット内の溶融熱軟化性物質の
流出用流路として流出オリフィス２（図２に示す大流量
オリフィス２ａ、図３に示す中流量オリフィス２ｂ、図
４に示す小流量オリフィス２ｃ）と該ノズル１の下壁１
ａにある出口３が設けられている。また、ノズル１の両
端部１ｂ、１ｂ’にはそれぞれガス導入口５、５’が設
けられている。ガス導入口５、５’からそれぞれ両サイ
ドに分岐した分岐管６、７と分岐管６’、７’が設けら
れている。この分岐管６と６’はノズル１の下壁１ａに
沿って穿たれた導管８に、また分岐管７、７’は導管８
に並列状に設けられている導管８’にそれぞれ連通して
いる。導管８、８’は図２〜図４に示すようにオリフィ
ス２を挟むようにしてノズル１の肉厚部１ｃを貫通して
設けられている。これら導管８、８’には前記溶融熱軟
化性物質の出口３に隣接するノズル１の下壁１ａにガス
噴出用のガス噴出オリフィス９、９’（図２）および前
記出口３に隣接したガス噴出オリフィス９、９’および
ガス噴出オリフィス９、９’より外側に設けられたガス
噴出オリフィス１０、１０’（図３、図４）が連通して
いる。

【００２７】流出オリフィス２とガス噴出オリフィス
９、９’、１０、１０’の組合せは大きく次の２種類に
分けられる。すなわち、一方は図２に示すように、大流
量オリフィス２ａとガス噴出オリフィス９、９’から構
成され、他方は図３、図４に示すように中流量オリフィ
ス２ｂとガス噴出オリフィス９、９’１０ｂ、１０
ｂ’、もしくは小流量オリフィス２ｃとガス噴出オリフ
ィス９、９’１０ｃ、１０ｃ’とから構成される。

【００２８】また、ノズル１のオリフィス２の下方に、
ノズル１を挟むようにして、下壁１ａの幅より少し、大
きな間隔をもって、互いに対向するように一対のガス噴
出ノズル１１、１１’が設けられている。このガス噴出
ノズル１１、１１’はノズル１の長手方向に沿って、流
出オリフィス中心軸線に概ね垂直方向に噴出口を向けて
配置された一対のガス噴出ノズル列である。

【００２９】上記した構成を持つ本実施例の熱軟化性物
質流出用ノズル１は次のような機能を持つ。すなわち、
溶融ポットから供給される溶融した熱軟化性物質は熱軟
化性物質流出用ノズル１の流出オリフィス２（２ａ、２
ｂ、２ｃ）を通じて出口３より下方に吐出すると同時
に、ガス導入口５、５’から、分岐管６、７、６’、
７’を通り、ノズル１の下壁に穿たれた導管８、８’に
導かれたガスをガス噴出オリフィス９、９’と１０、１
０’からジェットガスとして噴出させる。

【００３０】オリフィス２の出口３から流出された溶融
熱軟化性物質は、図２に示す流出オリフィス２ａとガス
噴出オリフィス９、９’の組合せにおいてはガス噴出オ
リフィス９、９’から噴出されたジェットガスと衝突し
て強く引き伸ばされて繊維化される。一方、図３と図４
に示す流出オリフィス２ｂ、２ｃとガス噴出オリフィス
９、９’および噴出オリフィス１０ｂ、１０ｂ’もしく
は１０ｃ、１０ｃ’の組み合わせでは、ガス噴出オリフ
ィス９、９’で繊維化された後、オリフィス９、９’の
外側にそれぞれ配置した噴出オリフィス１０ｂ、１０
ｂ’もしくは噴出オリフィス１０ｃ、１０ｃ’から噴出
されたガスジェットによって細繊化される。各々の繊維
は図２から図４に示す一対のガス噴出ノズル１１、１
１’から流出オリフィス２の下方の領域に向かって噴出
された高温高速気体流によって、さらに細繊化される。

【００３１】図１および図５における複数の流出オリフ
ィス（大流量オリフィス）２ａは平均オリフィス内径ｄ
₁および平均オリフィス長さｌ₁を有しており、また、別
の複数の流出オリフィス（中流量オリフィス）２ｂは平
均オリフィス内径ｄ₂および平均オリフィス長さｌ₂を有
しており、さらに別の複数の流出オリフィス（小流量オ
リフィス）２ｃは平均オリフィス内径ｄ₃および平均オ
リフィス長さｌ₃を有する。そして、ｄ₁≧ｄ₂≧ｄ₃の関
係の他に、ｄ₁、ｌ₁、ｄ₂、ｌ₂、ｄ₃、ｌ₃の間には 0.15(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦0.67(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（１） かつ、 0.25(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦1.33(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（２） かつ、 0.3(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)・・・・・・・（３） の式を満足する。

【００３２】前記式（１）〜（３）を満足すると、中流
量オリフィス２ｂの各々から流出する単位時間当りの熱
軟化性物質の流量は大流量オリフィス２ａの各々からの
それに比して４０％〜１００％になる。一方、小流量オ
リフィス２ｃの各々から流出する単位時間当りの熱軟化
性物質の流量は大流量オリフィス２ａの各々からのそれ
に比して１５％〜６７％になる。そこで、小流量オリフ
ィス２ｃの各々から流出する単位時間当りの熱軟化性物
質の流量は中流量オリフィス２ｂの各々からのそれに比
して２５％〜１００％になる。

【００３３】その結果、これらの各オリフィス２ａ、２
ｂ、２ｃからのガラス流量の差によって、オリフィス２
ｂから流出して繊維化される熱軟化性物質の繊維の直径
は、通常オリフィス２ａからの繊維の直径に比べて同等
かもしくは６０％にまで小さくなる。また、オリフィス
２ｃから流出して繊維化される熱軟化性物質の繊維の直
径は、通常オリフィス２ａからの繊維の直径の８０％〜
２０％にまで小さくなる。一方、オリフィス２ｃから流
出して繊維化される熱軟化性物質の繊維の直径は、通常
オリフィス２ｂからの繊維の直径に比べて同等かもしく
は４０％にまで小さくなる。

【００３４】ここでオリフィス２ｂの周りに配置したガ
ス噴出オリフィス１０ｂ、１０ｂ’の位置や内径を適当
に調節することによって、オリフィス２ｂからの繊維径
をオリフィス２ａからの繊維径の１０％にまで引き下げ
ることができる。

【００３５】また、オリフィス２ｃの周りに配置したガ
ス噴出オリフィス１０ｃ、１０ｃ’の位置や内径を適当
に調節し、さらにガス噴出ノズル１１、１１’から噴出
される高温高速気体流をオリフィス２ｃの下方領域に集
中させることによって、オリフィス２ｃからの繊維径を
オリフィス２ａからの繊維径の２％にまで引き下げるこ
とができる。

【００３６】この時のオリフィス２ｃの周りのガス噴出
ノズル１０ｃ、１０ｃ’の内径とオリフィス２ｂの周り
のガス噴出ノズル１０ｂ、１０ｂ’の内径の比を適当に
選ぶことにより、オリフィス２ｃからの繊維径をオリフ
ィス２ｂからの繊維径の１０％にまで引き下げることが
できる。

【００３７】熱軟化性物質の流出オリフィス２の内径ｄ
および長さｌは、オリフィス形状が円筒形状でない場
合、すなわちオリフィス２の長さ方向に内径Ｄが変化す
る場合、あるオリフィス長さ△ｌ_iにおける内径をＤ_iと
すれば、 ｌ／ｄ⁴＝（Ｄ₁ ⁴/△ｌ₁＋Ｄ₂ ⁴/△ｌ₂＋・・・・ ＋Ｄ_i ⁴/△ｌ_i＋・・・・）^-1 ・・・（４） の式によってｌ／ｄ⁴を定義する。また、流出オリフィ
ス２の断面が円形でない場合には、その内径ｄは断面積
をＳとすれば ｄ＝２√Ｓ／π ・・・・・（５） で定義する。

【００３８】本発明において、ｌ₁／ｄ₁ ⁴、ｌ₂／ｄ₂ ⁴、
ｌ₃／ｄ₃ ⁴の値が式（１）〜（３）で示された範囲を外
れると、先に説明したガス噴出オリフィス９、９’、１
０、１０’の位置や内径などの調節によっても、なお各
々の流出オリフィス２ａ、２ｂ、２ｃから得られる繊維
径の差が大きくならず、従って例えば、太径繊維の引張
強度増大効果といった繊維径が大きく異なることによっ
てもたらされる、それぞれの繊維の持つ特性が発揮され
ない。

【００３９】ノズル１に設けられた３種類の流出オリフ
ィス２ａ、２ｂ、２ｃの各々流出オリフィスの合計個数
の全体の個数に対する割合は、いずれの種類の流出オリ
フィスであっても５〜９０％であるのが望ましい。５％
以下になると、その流出オリフィスから得られる繊維の
均一な分布混在が困難となるので好適でない。また９０
％以上になると、他の種類の流出オリフィスで５％以下
となるものが生ずるため、同じ理由で好適でない。

【００４０】３種類の流出オリフィスの中で、平均内径
ｄ₁と平均長さｌ₁を有する第１の種類の流出オリフィス
２ａか、平均内径ｄ₂と平均長さｌ₂を有する第２の種類
の流出オリフィス２ｂのいずれかの個数を０とすると、
中細径繊維と細径繊維、あるいは太径繊維と細径繊維と
いった２種類の繊維の均一混合物を得る事が出来る。ま
た、これらの各流出オリフィス２ａ、２ｂ、２ｃは各流
出オリフィスの個数がそれぞれいくらであっても、ノズ
ルの長手方向にそれぞれが１〜複数個の組み合わせで均
等に分散した状態で配置されている。

【００４１】（繊維長の調節）本実施例によって複数の
種類の繊維の均一な混合物が得られるが、得られる繊維
の長さは繊維径が大きくなるほど長くなり、中細径繊維
では繊維の平均長さが１０数ｍｍ以上、太径繊維では同
じく数１０ｍｍ以上となる。これらはいずれも抄紙など
の成形過程の前の離解、混合過程で適当な長さに切断さ
れるのであるが、これらの離解、混合によってもなお繊
維が長すぎる場合やあらかじめ適当な長さに調節したい
場合には、繊維化の後、離解や混合の前に得られた繊維
混合物全体を一般的に知られた方法で切断すればよい。

【００４２】一般的な方法によれば、繊維が長いほど切
断されやすいので、はじめから繊維の長さが比較的短い
細径繊維の長さはあまり変わらず、繊維が長くなる中細
径繊維から太径繊維へ行くにしたがって繊維が短く切断
される。そこで切断方法を工夫することにより、必要な
長さに調節された繊維混合物を得ることができる。

【００４３】次に、本実施例を具体的数値データに基づ
き説明する。図６は本発明の図１〜図５の熱軟化性物質
流出用ノズルを持つガラス繊維を製造するための繊維化
装置の断面図である。

【００４４】ガラス溶融窯１２において溶融されたガラ
ス素地１３はフォアハース１４において温度調節を受け
つつ、その底部のスパウト１５より流量をプランジャー
１６によって制御させつつ、いわゆるＲＧＪ法によるガ
ラス繊維化装置１７（特開昭５２−２５１１３号に開
示）に流下させる。溶融されたガラス素地１３はガラス
繊維化装置１７にあるノズル（図示せず）の溶融ガラス
流出オリフィス２ａ、２ｂ、および２ｃの群を通って繊
維化され、繊維１８となってコレクションコンベア１９
上に集められ綿２０となる。コンベア１９の下方にはサ
クションボックス２１が設けられており、その内部の圧
力を下げることにより集綿を容易にする。

【００４５】本実施例に用いた繊維化装置１７のノズル
は平均繊維径１９μｍの太径繊維２０重量％と平均繊維
径６μｍの中細径繊維１０重量％と平均繊維径０．８μ
ｍの細径繊維７０重量％の繊維混合物が得られるように
各種の流出オリフィスの形状や個数が設計されている。

【００４６】すなわち、オリフィス長さｌ₁＝１．０ｍ
ｍ、オリフィス内径ｄ₁＝２．０ｍｍを有する溶融ガラ
ス流出オリフィス（大流量オリフィス）２ａは各オリフ
ィス２ａあたり２．０ｋｇ／時間のガラスを流出し、そ
こで繊維化された繊維１８ａは太径の、例えば平均直径
が約１９μｍの繊維であり、流出オリフィス２の全個数
に対して約７％の個数を占める。

【００４７】同じくオリフィス長さｌ₂＝１．０ｍｍ、
オリフィス内径ｄ₂＝１．４ｍｍを有する溶融ガラス流
出オリフィス（中流量オリフィス）２ｂは各オリフィス
２ｂあたり ０．８ｋｇ／時間のガラスを流出し、そこ
で繊維化された繊維１８ｂは中細径の、例えば平均直径
が約６μｍの繊維であり、流出オリフィス２の全個数に
対して約９％の個数を占める。

【００４８】さらにオリフィス長さｌ₃＝１．０ｍｍ、
オリフィス内径ｄ₃＝１．０ｍｍを有する溶融ガラス流
出オリフィス（小流量オリフィス）２ｃは各オリフィス
２ｃあたり０．６ｋｇ／時間のガラスを流出し、そこで
繊維化された繊維１８ｃは細径の、例えば平均直径が約
０．８μｍの繊維であり、流出オリフィス２の全個数に
対して約８４％の個数を占める。

【００４９】これらの各流出オリフィス２ａ、２ｂ、２
ｃはノズルの長手方向にそれぞれの個数に応じて互いに
均等に分散した状態で配置されている。このノズルを用
いて作られた太径の繊維１８ａ、中細径の繊維１８ｂ、
細径の繊維１８ｃは落下の途中でお互いに絡み合いなが
ら均一に分散混合しコレクションコンベア１９上に集め
られる。以下の実施例のようにして得られた繊維混合物
と従来法で得られた繊維とを用いて製造した蓄電池セパ
レータの比較例を示す。

【００５０】実施例１ 本法で得られた上記の繊維混合物を高速離解機を用いて
約５分間離解して、これをｐＨ２．５の液にて湿式抄造
し、ついで１４０℃に加熱してマット状の蓄電池用セパ
レータを製造した。そしてこのセパレータから幅１５ｍ
ｍ×長さ１００ｍｍの試料片を切り取り、引張強度（ｇ
／１５ｍｍ幅）を測定した。

【００５１】実施例２ 高速離解機による離解時間を１０分間にしたこと以外は
実施例１と同様にしてセパレータを製造し、引張強度を
測定した。

【００５２】比較例１ 別々の方法で単独に製造されたそれぞれ平均繊維径１９
μｍのガラス繊維２０重量％、平均繊維径６μｍのガラ
ス繊維１０重量％、および平均繊維径０．８μｍのガラ
ス繊維７０重量％を用いたこと以外は実施例２と同様に
してセパレータを製造し、引張強度を測定した。表１に
比較結果をまとめる。

【００５３】

【表１】 表１より、離解時間が実施例２、比較例１の１／２であ
る実施例１のセパレータは離解時間の長い比較例１のセ
パレータより高い引張強度を示すことがわかる。

【００５４】

【発明の効果】本発明による熱軟化製物質流出用ノズル
を持つ繊維化装置を用いることにより、以下のような効
果がある。 （１）１つの繊維化装置で太径繊維と中細径繊維と細径
繊維を同時に繊維化することができ、かつ、生産ライン
で平均繊維径が大きく異なる繊維を同時に混在させ、均
一に配分することが出来る。 （２）抄造紙にするために必要な水溶液中での離解時間
が短縮できる。このため、離解時に生ずる繊維の損傷も
なくなり、成形品の品質が向上する。また、離解時間の
短縮でコスト面においても安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の繊維化装置の一実施例のノズルを示
す正面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【図４】 図１のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。

【図５】 図１を底面より見た底面図である。

【図６】 本発明の繊維化装置を用いたガラス繊維混合
物を製造するための装置の断面図である。

【図７】 ＲＧＪ法を説明するための概念図である。

【図８】 改良ＲＧＪ法を説明するための概念図であ
る。

【符号の説明】

１…熱軟化性物質流出用ノズル、 ２ａ、２ｂ、２ｃ…熱軟化性物質流出オリフィス、 ９、９’…ガス（第１の気体）噴出オリフィス、 １０ａ、１０ａ’…ガス（第２の気体）噴出オリフィ
ス、 １０ｂ、１０ｂ’…ガス（第２の気体）噴出オリフィ
ス、 １０ｃ、１０ｃ’…ガス（第２の気体）噴出オリフィ
ス、 １１、１１’…ガス（第３の気体）噴出オリフィス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した熱軟化性物質から繊維を製造す
   るための装置に用いられるノズルであって、列状に配置
   された溶融した熱軟化性物質を流出させるための複数個
   の流出オリフィスと該流出オリフィスの各々の近傍に設
   けられたガス噴出オリフィスとを備えており、前記流出
   オリフィスは内部形状の異なる二種類または三種類の流
   出オリフィスからなり、前記各種類の流出オリフィスは
   ノズルの長手方向にそれぞれ少なくとも１個以上からな
   る組合せで交互に配置され、第１の種類の流出オリフィ
   スの内径の平均値ｄ₁、長さの平均値ｌ₁、第２の種類の
   流出オリフィスの内径の平均値ｄ₂、長さの平均値ｌ₂、
   第３の種類の流出オリフィスの内径の平均値ｄ₃、長さ
   の平均値ｌ₃の間には下式、 0.15(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦0.67(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（１） かつ、 0.25(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦1.33(ｌ₃/ｄ₃ ⁴)・・・・・（２） かつ、 0.3(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)≦(ｌ₁/ｄ₁ ⁴)≦(ｌ₂/ｄ₂ ⁴)・・・・・・・（３） を満足することを特徴とする熱軟化性物質流出用ノズ
   ル。
2. 【請求項２】 ノズルに設けられた三種類の流出オリフ
   ィスの中で、平均内径ｄ₁と平均長さｌ₁を有する第１の
   種類の流出オリフィスか、平均内径ｄ₂と平均長さｌ₂を
   有する第２の種類の流出オリフィスのいずれかの個数が
   ０であることを特徴とする請求項１記載の熱軟化性物質
   流出用ノズル。
3. 【請求項３】 三種類の全ての種類の流出オリフィスを
   含むノズルであって、各々の種類の流出オリフィスの合
   計個数の全体の個数に対する割合が、いずれの種類の流
   出オリフィスであっても５〜９０％であることを特徴と
   する請求項１記載の熱軟化性物質流出用ノズル。
4. 【請求項４】 請求項１記載の熱軟化性物質流出用ノズ
   ルを持つ繊維化装置。