(57)【要約】【課題】本発明は、微小な球状粒を精度よく大量に製造するノズルであって、強度の高い、好ましくは、微小な球状粒を製造する際にノズルへの溶融物の濡れ上がりが少ない溶融物流出ノズルを提供すること。【解決手段】内部に溶融物の流路を形成し、流路の形状が、流出側の第一の流路断面積ａ１を有する第一内面と、第一内面と連続し、第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２へと変化する第二内面と、第二内面と連続し、第二の流路断面積ａ２を有する第三内面と、を有し、流路断面積の関係がａ１＜ａ２を満たす形状とする。外面は、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２へと変化する第二外面と、第二の外形断面積ｂ２から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第三外面と、第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とが順次連続し、外形断面積が、ｂ３＞ｂ２＞ｂ１を満たす形状であるのが好ましい。【選択図】図１
2008110313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に溶融物の流路を形成した溶融物流出ノズルにおいて、
溶融物流出方向の垂直断面に現れる流路形状を流路断面、その面積を流路断面積とするとき、
前記溶融物の流路の形状は、
少なくとも、流出側の第一の流路断面積ａ１を有する第一内面と、
該第一内面と連続し、前記第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２へと変化する第二内面と、
該第二内面と連続し、前記第二の流路断面積ａ２を有する第三内面と、を有し、
前記第一の流路断面積ａ１と前記第二の流路断面積ａ２の関係が、
ａ１＜ａ２
を満たす形状である溶融物流出ノズル。
【請求項２】
前記溶融物流出ノズルの外面形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れるノズル外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、
少なくとも、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、
該第一外面と連続し、前記第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２へと変化する第二外面と、
該第二外面と連続し、前記第二の外形断面積ｂ２から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第三外面と、
該第三外面と連続し、前記第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、
前記第一の外形断面積ｂ１、前記第二の外形断面積ｂ２、前記第三の外形断面積ｂ３の関係が、
ｂ３＞ｂ２＞ｂ１
を満たす形状である請求項１に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項３】
前記溶融物流出ノズルの外面形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れるノズル外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、
少なくとも、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、
該第一外面と連続し、前記第一の外形断面積ｂ１から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第二外面と、
該第二外面と連続し、前記第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、
前記第一の外形断面積ｂ１と前記第三の外形断面積ｂ３の関係が、
ｂ３＞ｂ１
を満たす形状である請求項１に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項４】
前記第一内面の最も流出側の流路断面積と等しい面積の円の直径をｄとし、前記第一外面の最も流出側の外形断面積と等しい面積の円の直径をＤとした時、前記ｄとＤとの関係が、下記式（１）の関係にある請求項１から３のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【数１】
2008110313.tif 000005
【請求項５】
前記外形断面は全て相似形であり、前記第二外面の外形断面積は、前記第四外面の方向に向かって連続的に増加している請求項２から４に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項６】
前記流路断面は全て相似形であり、前記第二内面の流路面積は、前記第三内面の方向に向かって連続的に増加している請求項１から５のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【請求項７】
溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第二外面のなす角θ１が、５〜１２０度である請求項５に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項８】
溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第二内面のなす角θ２が、５〜１２０度である請求項７に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項９】
前記角θ１と、前記角θ２は同一である請求項８に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１０】
溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第三外面と前記第四外面とがなす角θ３が７０〜１１０度である請求項２に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１１】
前記流路断面が円である請求項１から１０のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１２】
前記外形断面が円である請求項２から５、および請求項７から１０のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１３】
前記直径ｄは０．１５〜３．５ｍｍである請求項４に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１４】
溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面で表される前記第三外面の長さｌが０．０１ｍｍ以上である請求項２に記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１５】
溶融ガラスを流出するための請求項１から１４いずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５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１７】
請求項１から請求項１５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１８】
請求項１から請求項１５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１９】
請求項１６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２０】
請求項１７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２１】
請求項１８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラス等の溶融物を流出させ、球状、または、楕円球状もしくは扁平球状等の略球状の成形体を成形するための溶融物流出ノズルに関する。特に好ましくは、ＤＶＤ、ＣＤ、光磁気デスク（ＭＯ）等の光ピックアップレンズ、カメラ付き携帯電話用のレンズ、光通信用レンズや光学機器等に用いられるレンズやプリズム等の光学素子を精密プレスにより得るためのプリフォーム材やレンズ、あるいは、半導体装置等におけるマイクロソルダリングに用いられるはんだボール等の微細金属球として用いるための微小な球状粒を成形するための溶融物流出ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロエンジニアリングの発展に伴い、マイクロレンズ等の微小光学素子から構成される微小光学系の設計・製造技術の開発が行われている。特に、光通信システムの実用化が検討され始めた頃から、ＤＶＤ、ＣＤ、光磁気デスク（ＭＯ）等の光ピックアップレンズ、カメラ付き携帯電話用のレンズ、光通信用レンズや光学機器等に用いられるレンズやプリズム等の光学素子や光ファイバや半導体レーザの結像素子として、マイクロレンズが広く採用されはじめ、実用化されるに至っている。
【０００３】
一方、コンパクトディスクやＤＶＤの普及に伴い、そのピックアップに用いるレンズや、ビデオカメラ用レンズ等は、その外径が小さいにも関わらず、高精度な光学性能が要求される。
【０００４】
これらの製品をガラスから加工するのに、従来は、研磨により直接ガラスを球面加工する等していたが、コストがかかり、加工にも時間を要した。
【０００５】
また、半導体装置等で行われるマイクロソルダリング用のはんだボール、熱間静水圧プレス成形等による焼結合金製造用の金属粉、マイクロマシン等に用いられる微細ボールベアリング用のボール、ハロゲン化金属ランプ用の封入発光粒子、スクリーン印刷や浸漬塗布、その他の一般塗布機用のペースト、クリームあるいはペイントに用いられる粉体等、非常に多くの分野で狭い粒度分布と高い真球度が要求される微細金属球のニーズが高まっている。
【０００６】
そこで、ガラス製のこれらの素子や微小金属球を高精度に、かつ、安価で大量に生産する方法が検討されてきた（例えば、特許文献１、２）。
【０００７】
特許文献１に開示された方法は、溶融ガラスに振動を付与しながらオリフィスより溶融ガラスを気相中に排出してガラス滴を形成し、該ガラス滴を落下させながら凝固させて微小の球状粒を製造するものである。この方法では、溶融ガラスを流出させるオリフィス、すなわちノズルの先端の開口を小径にする必要がある。しかしながら、この様な小径のノズルは強度の点で問題を有していた。この強度の問題を解決するために、また加工性の問題から、流出ノズル先端形状を錐形とすると、このような微小球を製造する方法においては、このノズル形状に由来してノズルに溶融物が濡れ上がり、一定流量かつ一定形状のガラス流を流出できない場合が多かった。また、濡れ上がったガラスはそこで長時間保持され、外気により一定温度まで冷やされるため、そこで失透を発生し、この失透を発生した溶融ガラスが落下するガラス滴に混入し、得られる微小球に失透による不良を発生させる原因となり易かった。
【０００８】
また、特許文献２に開示された方法は、振動ノズルにより小滴を発生させ、これを固化させて粒径５μｍないし５ｍｍの球状粒を製造するものである。この方法では、例えば径０．１２ｍｍの開口部を有するノズルが開示されているが、ノズルの先端は錐形であるため、このようなノズルを使用した場合、ノズルに対して濡れ性が大きい溶融物を流出する場合にノズルに溶融物が濡れ上がってしまい、さらには濡れ上がりが進行するとノズル先端部に溶融物が大きく付着し、一定流量かつ一定形状のガラス流を流出できないという不都合があったと同時に、前述の失透の問題も発生し易かった。
【０００９】
このため、強度上の問題がなく、ガラス等の溶融物が濡れ上がることなく、一定流量かつ一定形状の溶融物流を流出でき、微小な溶融物滴またはガラス素子等の球状粒を成形できるノズルの開発が求められていた。
【特許文献１】特開２００３−１０４７４４号公報
【特許文献２】特開平４−２２７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、溶融物流出ノズルから溶融物を流出させ、溶融物が落下する過程で、重力および表面張力によって微小な球状粒を精度よく大量に製造する方法または装置に使用する溶融物流出ノズルにおいて、強度の高い溶融物流出ノズルを提供すること、好ましくは、微小な球状粒を製造する際にノズルへの溶融物の濡れ上がりが非常に少ない溶融物流出ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、溶融物を流出して微小な球状粒を形成する装置に使用する溶融物流出ノズルにおいて、溶融物の流路内面を溶融物流出口に向けて小さくなる所定の形状とすることによって、強度も高く、加工も容易で、溶融物の濡れ上がりも殆ど発生することなく、微小な溶融物滴等の球状粒を精度よく安定して大量に形成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１３】
（１）  内部に溶融物の流路を形成した溶融物流出ノズルにおいて、溶融物流出方向の垂直断面に現れる流路形状を流路断面、その面積を流路断面積とするとき、前記溶融物の流路の形状は、少なくとも、流出側の第一の流路断面積ａ１を有する第一内面と、該第一内面と連続し、前記第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２へと変化する第二内面と、該第二内面と連続し、前記第二の流路断面積ａ２を有する第三内面と、を有し、前記第一の流路断面積ａ１と前記第二の流路断面積ａ２の関係が、ａ１＜ａ２を満たす形状である溶融物流出ノズル。
【００１４】
本発明の溶融物流出ノズルは、流路形状が、流入側の所定の流路断面積を有する部分から、下流に向かい流路断面積が絞られ、流入側より小さい流路断面積を有する部分を有し流出口へとつながる。
【００１５】
この態様によれば、流出口の面積を小さくする場合であっても、流出口よりも上流の部分では大きな流路断面積を有するので、高い強度を有する溶融物流出ノズルを得ることができる。
【００１６】
さらに溶融物流出ノズルの製造工程において、流出口を小径のドリルで開口する場合、このような小径のドリルはその長さが充分でないものが多い。微小な流路面積を有する長い流路を形成することは、この加工方法では困難であるが、本発明の態様によれば微小な流路面積を有する長い流路を形成する必要がないため、容易に溶融物流出ノズルを製造することができる。
【００１７】
また溶融物流出ノズルは貴金属等の高価な材料から製造されることが多い。従って、コスト的な観点から溶融物流出ノズルの肉厚は制限されることとなり、結果として溶融物流出ノズルの外形は流路形状の影響を強く受けることとなる。本発明の溶融物流出ノズルの流路形状によれば前述の制限や影響があっても溶融物流出ノズルの外面形状を溶融物が濡れ上がりにくい形状とすることが容易となる。
【００１８】
この構成において第一内面は第二内面と接する側の反対側に溶融物を流出する開口部を有し、開口部は溶融物流出ノズル外面と連続する端面部に連続する。
【００１９】
また、応力の集中等を避け溶融物流出ノズルの強度をより強く、外面形状を溶融物が濡れ上がりにくい形状とし易くするためには、第一内面はその流路断面積が一定であることがより好ましく、流路断面が一定であることがより好ましく、第一内面の形状が円筒であることが最も好ましい。
【００２０】
尚、本発明において、溶融物とは、無機組成物や金属、有機組成物等を溶融したものを含み、溶融ガラス、溶融金属、溶融樹脂等であってもよい。
【００２１】
（２）  前記溶融物流出ノズルの外面形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れるノズル外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、少なくとも、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、該第一外面と連続し、前記第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２へと変化する第二外面と、該第二外面と連続し、前記第二の外形断面積ｂ２から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第三外面と、該第三外面と連続し、前記第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、前記第一の外形断面積ｂ１、前記第二の外形断面積ｂ２、前記第三の外形断面積ｂ３の関係が、ｂ３＞ｂ２＞ｂ１を満たす形状である（１）に記載の溶融物流出ノズル。
【００２２】
（３）  前記溶融物流出ノズルの外面形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れるノズル外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、少なくとも、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、該第一外面と連続し、前記第一の外形断面積ｂ１から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第二外面と、該第二外面と連続し、前記第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、前記第一の外形断面積ｂ１と前記第三の外形断面積ｂ３の関係が、ｂ３＞ｂ１を満たす形状である（１）に記載の溶融物流出ノズル。
【００２３】
（２）および（３）の態様によれば、流入側が大きな外形断面積を有していても、流出ノズルの強度を保ちつつ、端面部と接する部分の外形断面積を小さくすることができ、かつ、流出ノズル先端の外形を、その小さい外形断面積を保ったまま上流側へと続く形状とすることが可能なので、溶融物流出口から直ぐに傾斜面が立ち上がり錐形となっている場合に比較して、溶融物流出ノズルから流出された溶融物の濡れ上がりが抑制される。このため、細い柱状の溶融物を安定して流出または小さい溶融物滴を安定して滴下することができるので、微小な溶融物滴またはガラス素子等の球状粒または成形体を高い重量精度で形成することができる。
【００２４】
万一、第一外面に溶融物が濡れ上がってしまった場合は、上記の失透の問題が発生したり、安定して溶融物を流出できなくなるので、一旦、濡れ上がりを除去する場合がある。
【００２５】
（２）の態様のように第二外面に連続して第二外面と第四外面との間に第三外面を設けることで、この第三外面が濡れ上がってきた溶融物の濡れ上がりの進行を抑制する濡れ上がり返し部として作用し、溶融物が第一外面から第二外面へと濡れ上がってきても、この第三外面で濡れ上がりが防止されるため、濡れ上がりの量を抑えることができ、濡れ上がりの除去が容易となる。
【００２６】
また、第一外面への溶融物の濡れ上がりを抑制し易くするためには、第一外面はその外形断面積が一定であることがより好ましく、外形断面が一定であることがより好ましく、第一外面の形状が円筒であることが最も好ましい。
【００２７】
（４）  前記第一内面の最も流出側の流路断面積と等しい面積の円の直径をｄとし、前記第一外面の最も流出側の外形断面積と等しい面積の円の直径をＤとした時、前記ｄとＤとの関係が、下記式（１）の関係にある（１）から（３）のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【数１】
2008110313.tif 000003
【００２８】
この態様によれば、溶融物流出ノズルの第一内面を高精度に加工し易く、かつ流出口の強度を充分に高くし易い。また、端面部の肉厚が薄くなり、溶融物の第一外面への濡れ上がりの抑制がより容易となる。
【００２９】
より強度を高くし、高精度に加工し易くするためには、前記ｄ／Ｄの値の上限が０．８８以下であるとより好ましく、０．８５以下であると最も好ましい。
【００３０】
また、溶融物の第一外面への濡れ上がりの抑制をより容易とするためには、前記ｄ／Ｄの値の下限が０．５以上であるとより好ましく、０．５５以上であると最も好ましい。
【００３１】
（５）前記外形断面は全て相似形であり、前記第二外面の外形断面積は、前記第四外面方向に向かって連続的に増加している（２）または（４）に記載の溶融物流出ノズル。
【００３２】
この態様によれば、外形断面は全て相似形であり、第二外面の外形断面積は、第四外面方向に向かって連続的に増加している、すなわち、第二外面の外形断面積は、第一外面方向に向かって連続的に縮小しているので、外面は滑らかな形状で溶融物の流入側から流出側に向けて順次絞られることになる。第一外面を経て第二外面まで濡れ上がってしまった溶融物を加熱する等して軟化させ、重力等により落下させて除去する場合、第二外面は滑らかな形状で順次絞られているため、溶融物の濡れ上がりの除去が容易となる。
【００３３】
（６）  前記流路断面は全て相似形であり、前記第二内面の流路面積は、前記第三内面方向に向かって連続的に増加している（１）から（５）のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【００３４】
この態様によれば、流路断面は全て相似形であり、第二内面の流路面積は、第三内面方向に向かって連続的に増加している、すなわち、第二内面の流路面積は、第一内面方向に向かって連続的に縮小しているので、溶融物が流れる流路内面は滑らかな形状で溶融物の流入側から流出側に向けて順次絞られることになる。このため、溶融物の流出の際に、流路断面の大きな流入側から流路面積の小さな流出側へと溶融物の流れが絞られても、溶融物は抵抗なく流路内を流れ、溶融物の一部が溶融物流出ノズルの流路内で滞留することが無くなり、組成の変動が起こることなく、均質な球状粒を形成し易い。
【００３５】
（７）  溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第二外面のなす角θ１が、５〜１２０度である（５）に記載の溶融物流出ノズル。
【００３６】
第二外面のなす角θ１の上限が、１２０度以下であると、第一外面を経て第二外面まで濡れ上がってしまった溶融物の除去がより容易となる。これは濡れ上がった溶融物が軟化して、溶融物が島状に孤立すること無く周囲の軟化した溶融物と共に下方へ流れ落ちるためである。前記効果をより得易くするためには第二外面のなす角θ１の上限は１１０度以下であることがより好ましく、１００度以下であることが最も好ましい。
【００３７】
また、第二外面のなす角θ１が、５度以上であると、第四外面の外形断面積が大きくなり、強度の高い溶融物流出ノズルを得易くなる。より強度の高い溶融物流出ノズルを得るためには第二外面のなす角θ１の下限は３０度以上がより好ましく、６０度以上であることが最も好ましい。
【００３８】
（８）  溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第二内面のなす角θ２が、５〜１２０度である（７）に記載の溶融物流出ノズル。
【００３９】
第二内面のなす角θ２の上限が、１２０度であると、溶融物の一部が溶融物流出ノズルの流路内での滞留がより発生し難くなる。上記効果をより得易くするためには第二内面のなす角θ２の上限は１１０度以下であることがより好ましく、１００度以下であることが最も好ましい。
【００４０】
一方、第一外面の溶融物流出方向の長さについて一定以上の長さを確保し、第二外面と第二内面で挟まれる部分の溶融物流出ノズルの肉厚について一定以上の厚さを確保した場合、第二内面のなす角θ２が小さくなるにつれ、第一内面の溶融物流出方向の長さを長くしなければならず、ドリルでの孔あけ加工が困難になり易い。従って、前記加工を容易にする観点から、第二内面のなす角θ２の下限は５度以上であると好ましく、３０度以上がより好ましく、６０度以上であることが最も好ましい。
【００４１】
（９）  前記角θ１と前記角θ２は同一である（８）に記載の溶融物流出ノズル。
【００４２】
この態様によれば、第二外面と第二内面とは平行していることになり、第二外面と第二内面との間隔、すなわち第二外面と第二内面とを構成する傾斜部の肉厚が一定であるので、応力が肉厚の小さい部分に集中して発生することがなく強度に優れることになる。また、材料コストを低く抑えることができる。
【００４３】
（１０）  溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面において、前記第三外面と前記第四外面とがなす角θ３が７０〜１１０度である（２）に記載の溶融物流出ノズル。
【００４４】
濡れ上がり返し部となる第三外面と第四外面とがなす角θ３の上限が１１０度以下であると、万一、第一外面に溶融物が濡れ上がり、さらに第二外面まで濡れ上がってしまった場合でも、溶融物の第四外面への濡れ上がりが阻止され易くなり、濡れ上がってしまった溶融物の除去が容易となり易い。前記効果をより得易くするためには、なす角θ３の上限は１００度以下がより好ましく、９５度以下が最も好ましい。
【００４５】
第三外面と第四外面とがなす角θ３の下限が７０度以上であると、濡れ上がり返し部となる第三外面を形成するための加工が容易である。前記加工をさらに容易にするためには、なす角θ３の下限は８０度以上がより好ましく、８５度以上が最も好ましい。
【００４６】
（１１）  前記流路断面が円である（１）から（１０）のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【００４７】
（１２）  前記外形断面が円である（２）から（５）、および（７）から（１０）のいずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【００４８】
（１１）および（１２）の態様によれば、流路断面および外形断面が円であるので、加工性に優れ、使用する材料の量にも無駄がない。また、溶融物流出ノズル流出口から流出した直後の溶融物の流出形状が円柱状となるために、球状粒を高い精度で製造することができる。
【００４９】
（１３）  前記直径ｄは０．１５〜３．５ｍｍである（４）に記載の溶融物流出ノズル。
【００５０】
溶融物流出ノズル流出口の内面の直径は製造しようとする球状粒の大きさによって適宜設計すればよいが、第一内面の溶融物流出方向に対して垂直方向に切断した断面形状を円形とした場合において、第一内面の直径の下限が０．１５ｍｍ以上であれば、微小な球状粒の製造において充分な強度の溶融物流出ノズルを得易い。前記効果を得易くするためには内面の直径の下限は０．１６ｍｍ以上がより好ましく、０．１７ｍｍ以上が最も好ましい。
【００５１】
また、本発明の溶融物流出ノズルにおいては、第一内面の溶融物流出方向に対して垂直方向に切断した断面形状を円形とした場合において、第一内面の直径は３．５ｍｍより大きくても問題はないが、３．５ｍｍ以下であると、本発明の課題が大きくなり、本発明による効果が大きくなる。微小な球状粒を得易くするためには溶融物流出ノズル流出口の内面の直径が３．０ｍｍ以下であるとより好ましく、２．０ｍｍ以下であると最も好ましい。
【００５２】
（１４）  溶融物流出方向に平行で、かつ前記溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した断面で表される前記第三外面の長さｌが０．０１ｍｍ以上である（２）に記載の溶融物流出ノズル。
【００５３】
第三外面の長さｌが０．０１ｍｍ以上であると第四外面への溶融物の濡れ上がりを抑制し易くなる。前記効果をより得易くするためには、第三外面の長さｌの下限値は０．１ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上が最も好ましい。
【００５４】
（１５）  溶融ガラスを流出するための（１）から（１４）いずれかに記載の溶融物流出ノズル。
【００５５】
本発明の溶融物流出ノズルは、球状、略球状のプリフォーム、ゴブ等のガラス成形体の製造に好適であり、ガラスからなる微小球状粒製造に特に好適である。
【００５６】
（１６）  （１）から（１５）に記載の溶融物流出ノズルを有する球状粒成形装置。
【００５７】
（１）から（１５）に記載の溶融物流出ノズルは、微小な球状粒を製造するのに適した溶融物流出ノズルであるので、球状ガラスや球状金属等の球状粒を製造する装置に適用することができる。
【００５８】
（１７）  （１）から請求項（１５）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。
【００５９】
（１８）  （１）から（１５）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。
【００６０】
本発明の溶融物流出ノズルを使用したガラス成形体成形装置は、溶融物流出ノズルから溶融物を流出させ、溶融物が落下する過程で重力および表面張力によって微小な球状ガラスを得る以外にも、以下の様な構成によって、ガラス成形体を得ることができる。
【００６１】
すなわち、本発明の溶融物流出ノズルから流出したガラス滴を、皿状の成形型で受け、成形型上で冷却することによって、球状、または、楕円球状もしくは扁平球状等の略球状のプリフォーム、ゴブ等のガラス成形体を得ることができる。
【００６２】
（１９）  （１６）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。
【００６３】
（２０）  （１７）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。
【００６４】
（２１）  （１８）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。
【発明の効果】
【００６５】
溶融物成形体、好ましくは微小な球状粒を製造する溶融物流出ノズルにおいて、強度の高い溶融物流出ノズルを得ることができる。また好ましい態様においては、微小な球状粒を製造する際に溶融物流出ノズルへの溶融物の濡れ上がりが非常に少ない溶融物流出ノズルを得ることができる。
【００６６】
このため、本発明の溶融物流出ノズルは、溶融物成形体、好ましくは微小な球状粒を製造するために好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００６８】
本発明の溶融物流出ノズルは、内部に溶融物の流路が形成されており、内部の溶融物の流路の形状が、溶融物流出方向の垂直断面に現れる流路形状を流路断面、その面積を流路断面積とするとき、流出側の第一の流路断面積ａ１を有する第一内面と、第一内面と連続し、第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２へと変化する第二内面と、第二内面と連続し、第二の流路断面積ａ２を有する第三内面と、を有し、第一の流路断面積ａ１と第二の流路断面積ａ２の関係が、ａ１＜ａ２を満たし、第二内面が第一内面に向けて縮小していることを特徴とする。
【００６９】
また、外面の形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズル外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、第一外面と連続し、第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２へと変化する第二外面と、第二外面と連続し、第二の外形断面積ｂ２から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第三外面と、第三外面と連続し、第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、第一の外形断面積ｂ１、第二の外形断面積ｂ２、第三の外形断面積ｂ３の関係が、ｂ３＞ｂ２＞ｂ１を満たし、第二外面が第一外面に向けて縮小していることが好ましい。
【００７０】
または、外面の形状は、溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズルの外形を外形断面、該外形断面で囲まれる面積を外形断面積とするとき、流出側の第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面と、第一外面と連続し、第一の外形断面積ｂ１から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第二外面と、第二外面と連続し、第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面とを有し、第一の外形断面積ｂ１、第三の外形断面積ｂ３の関係が、ｂ３＞ｂ１を満たし、第二外面が第一外面に向けて縮小していることが好ましい。
【００７１】
以下、本発明の溶融物流出ノズルの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００７２】
図１は、本発明の第一の実施形態の溶融物流出ノズルの斜視図であり、図２は、溶融物流出方向に平行で、かつ溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した縦断面図であり、図３は、溶融物流出側よりみた平面図である。また、図４は、上記第一の実施形態の溶融物流出ノズルの別形状のバリエーションを例示する縦断面図であり、図５は、上記第一の実施形態の溶融物流出ノズルの別形状のバリエーションを例示する平面図である。
【００７３】
溶融物流出ノズル１は、図１、２に示すように、溶融物を流出する流出部２と、流出部２に連続する傾斜部３と、傾斜部３に連続する濡れ上がり返し部４と、濡れ上がり返し部４に連続する溶融物を流入する流入部５と、から構成され、内部に溶融物が流れる流路６が形成された筒状の溶融物流出ノズル１であって、流路６の形状は、溶融物の流出側に位置する第一の流路断面積ａ１を有する第一内面２１と、第一内面２１に連続し、第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２と変化する第二内面３１と、第二内面３１と連続し、第二の流路断面積ａ２を有する第三内面５１と、を有し、かつ、第一の流路断面積ａ１よりも第二の流路断面積ａ２の方が大きい形状を呈している。
【００７４】
ここで、第一の流路断面積ａ１とは、溶融物流出方向（図２の矢印方向）の垂直断面に現れる第一内面の流路断面（図１のＡ１）の面積を意味し、また、第二の流路断面積ａ２とは、溶融物流出方向の垂直断面に現れる第一内面の流路断面（図１のＡ２）の面積を意味する。
【００７５】
また、外面形状は、溶融物の流出側に位置する第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面２２と、第一外面２２に連続し、第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２と変化する第二外面３２と、第二外面３２と連続し、第二の外形断面積ｂ２から第三の外形断面積ｂ３へと変化する第三外面４２と、第三外面４２と連続し、第三の外形断面積ｂ３を有する第四外面５２と、を有し、かつ、第三の外形断面積ｂ３、第二の外形断面積ｂ２、第一の外形断面積ｂ１の順に面積が減少する、すなわちｂ３＞ｂ２＞ｂ１の関係を満たす形状を呈している。
【００７６】
ここで、外形断面積とは、溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズル１の外形で囲まれる面積を意味し、第一の外形断面積ｂ１とは、第一外面２２の部分における溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズル１の外形で囲まれる断面（図１のＢ１）の面積を意味し、第二の外形断面積ｂ２とは、第二外面３２の流入部側の端部における溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズル１の外形で囲まれる断面（図１のＢ２）の面積を意味し、第三の外形断面積ｂ３とは、第四外面５２の部分における溶融物流出方向の垂直断面に現れる溶融物流出ノズル１の外形で囲まれる断面（図１のＢ３）の面積を意味する。
【００７７】
溶融物流出ノズル１の流路６の流路断面Ａ１、Ａ２、および外面形状の外形断面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の形状は、特に限定されないが、加工のし易さ、ノズルの強度、また、溶融物の流れの乱れを少なくする観点等から全ての位置において相似形であるのが好ましく、全ての位置において円形であるのがより好ましい。また、偏肉がなく、内周面と外周面とが同心円になっているのが最も好ましい。
【００７８】
溶融物流出ノズル１の第一内面の最も流出側の端部の流路断面積（流出部の先端の流路断面積）と等しい円の直径をｄとし、第一外面の最も流出側の端部の外形断面積（流出部の先端の外形断面積）と等しい円の直径をＤとした場合、前記直径ｄと、前記直径Ｄはそれぞれ下記式（１）の値を満たしていることが好ましい。
【数１】
2008110313.tif 000004
【００７９】
流出部先端の流路断面、外形断面がそれぞれ円であるときは、直径ｄ、直径Ｄは、それぞれ、流出部先端の流路断面、外形断面の直径となる。
【００８０】
また、第二外面３２は、第一の外形断面積ｂ１から第二の外形断面積ｂ２と変化しながら、第三外面４２に向かって連続的に拡径しており、また、その断面の形状は全て相似形であり、そして、溶融物流出方向に平行で、かつ溶融物流出ノズル１の中心を通る平面で切断した断面において、第二外面のなす角θ１（図２参照）は５〜１２０度であることが好ましい（本実施形態では約６０度程度）。
【００８１】
加工の容易性の観点から、上記の全ての断面においては、第二外面３２は直線として表わされることが好ましい。
【００８２】
溶融物流出ノズル１は、ガラス等の溶融物組成と溶融物組成により決まる溶融物の粘度や溶融物流出ノズルの素材組成により多少の違いはあるものの、一般的には、溶融物に対して濡れ易いという性質を有する。溶融物の溶融物流出ノズル１に対する濡れ性が高いと、溶融物が流出する際に、溶融物流出ノズル１の外表面側に回り込んで、溶融物流出ノズル１の外表面において上方に濡れ上がるという現象が発生する。
【００８３】
そして、濡れ上がった溶融物がノズル先端で塊になり、溶融物の流出が困難になる。または、濡れ上がりによって失透が発生し、得られる成形体に不良を発生させる原因となる。そのため、溶融物の濡れ上がりを防止することが必要となる。
【００８４】
また、濡れ上がってしまった場合は溶融物を除去することが必要であるが、上記のような角度で傾斜しているので、濡れ上がった溶融物を容易にしかも確実に除去することができる。
【００８５】
また、流路６の第二内面３１も第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２と変化しながら、第三内面５１に向かって連続的に拡径しており、また、その断面の形状は全て相似形であり、そして、溶融物流出方向に平行で、かつ溶融物流出ノズル１の中心を通る平面で切断した断面において、第二内面のなす角θ２（図２参照）は５〜１２０度であることが好ましい（本実施形態では約６０度程度）。
【００８６】
微小な溶融物滴等の球状粒を得るための流出側の第一内面２１の内径は、溶融物流出方向に対して垂直方向に切断した断面形状が円形とした場合において、製造しようとする球状粒の大きさによって適宜設計すればよいが、直径ｄ（図３参照）が０．１５〜３．５ｍｍであることが好ましい。
【００８７】
また、流出部２の第一外面２２の長さ（流出方向の長さ）は、濡れ上がりを抑制し易くするため、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上が最も好ましい。また加工をより容易にするために、加えて、高い強度をより得易くするために第一外面２２の長さ（流出方向の長さ）の上限は５ｍｍ以下が好ましく、４ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以下が最も好ましい（本実施形態では１．３ｍｍ程度）。
【００８８】
第三外面４２は、図２に示すように、溶融物流出方向に平行で、かつ溶融物流出ノズル１の中心を通る平面で切断した断面において、第三外面４２と第四外面５２とがなす角θ３（図２参照）は、７０〜１１０度であることが好ましい（本実施形態では約９０度程度）。
【００８９】
加工の容易性の観点から、上記の全ての断面においては、第三外面４２と第四外面５２は直線として表わされることが好ましい。
【００９０】
尚、本発明の溶融物流出ノズル１の形状は、図１、２に記載した本実施形態の形状に特定されず、溶融物流出ノズル１の第二外面のなす角θ１、第二内面のなす角θ２、第三外面４２と第四外面５２とがなす角θ３が、上記の範囲を満たしておればよく、例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような縦断面形状のものであってもよい。尚、図４（ａ）〜（ｄ）に示した溶融物流出ノズル１の形状は一例であって、これに限定されるものではない。ここで、図４（ａ）は、本実施形態において、第二外面のなす角θ１、第二内面のなす角θ２を９０度としたもの、図４（ｂ）は、本実施形態において、第二外面のなす角θ１、第二内面のなす角θ２を異なる角度としたもの、図４（ｃ）は、第三外面４２と第四外面５２とがなす角θ３を９０度以上としたもの、図４（ｄ）は、第三外面４２と第四外面５２とがなす角θ３を９０度以下としたものである。
【００９１】
また、溶融物流出ノズル１を溶融物流出方向に対して垂直方向に切断した断面形状も、本実施形態のような円形に特定されるものではなく、例えば、図５に示すように楕円形、四角形等の形状であってもよい。
【００９２】
本発明の溶融物流出ノズル１を構成する材料としては、白金、白金合金、金等を例示することができる。
【００９３】
本発明の溶融物流出ノズル１は、溶融物を保持容器から溶融物流出ノズル１へと導く誘導路と一体化されていてもよいし、誘導路と溶融物流出ノズル１の間に脱着機能を設け、誘導路に装着して使用するものであってもよい。
【００９４】
具体例としては、誘導路出口が形成されている面の先端部と溶融物流出ノズル１の流入部とを前記出口と入口とが接続するように密着してネジ止め等の手段で装着するか溶接する。この際、密着が適正になされていないと導管部の先端部と溶融物流出ノズル１の間に溶融物が進入して溶融物流出ノズル１から溶融物が漏れ出すことになるため、両部材の装着は少なくとも溶融物が漏れない程度に密着する必要がある。
【００９５】
本発明の溶融物流出ノズル１は、例えば、円柱状の材料の中心にドリルを用いて所定内面形状の貫通孔を開けて、また、外面を所定外面形状に切削することで作製することができる。ドリルは円柱底面に対して正確に垂直になるようにした状態で直進させ、円柱軸に正確に一致するように加工する。ドリルは貫通孔内面が滑らかになるように適宜選択し、削孔条件も適宜選択する。尚、上記溶融物流出ノズルの作製方法は一例であって、他の方法によって高精度な内面と外面とを有する溶融物流出ノズルを作製してもよい。
【００９６】
次に、本発明の溶融物流出ノズルの第２の実施形態について、図６〜図８を参照して説明する。図６は、本発明の第二の実施形態の溶融物流出ノズルの斜視図であり、図７は、溶融物流出方向に平行で、かつ溶融物流出ノズルの中心を通る平面で切断した縦断面図であり、図８は、溶融物流出側よりみた平面図である。尚、第一の実施形態と重複する箇所については、同一の符号を付し適宜説明を省略する。
【００９７】
本発明の溶融物流出ノズルの第２の実施形態は、図６、図７に示すように、第１の実施形態において、第二外面３２と第四外面５２との間に第三外面４２を形成しないで、第二外面３２に第四外面５２を連続させたものである。すなわち、溶融物流出ノズル１は、図６、図７に示すように、溶融物を流出する流出部２と、流出部２に連続する傾斜部３と、傾斜部３に連続する溶融物を流入する流入部５と、から構成され、内部に溶融物が流れる流路６が形成された筒状の溶融物流出ノズル１であって、流路６の形状は、第１の実施形態と同様に、溶融物の流出側に位置する第一の流路断面積ａ１を有する第一内面２１と、第一内面２１に連続し、第一の流路断面積ａ１から第二の流路断面積ａ２へと変化する第二内面３１と、第二内面３１と連続し、第二の流路断面積ａ２を有する第三内面５１と、を有し、かつ、第一の流路断面積ａ１よりも第二の流路断面積ａ２の方が大きい、すなわち、ａ２＞ａ１の関係を満たす形状を呈している。
【００９８】
また、外面形状は、溶融物の流出側に位置する第一の外形断面積ｂ１を有する第一外面２２と、第一外面２２に連続し、第一の外形断面積ｂ１から第三の外形断面積ｂ３と変化する第二外面３２と、第二外面３２と連続し、第三の外形断面Ｂ３を有する第四外面５２とを有し、かつ、第一の外形断面積ｂ１よりも第三の外形断面積ｂ３の方が大きい、すなわち、ｂ３＞ｂ１の関係を満たす形状を呈している。
【００９９】
第二内面３１および第二外面３２は、第１の実施形態と同様に溶融物の流入側から流出側に流路断面積が縮小して絞られた形状を呈しており、その形状は第一の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１００】
また、溶融物流出ノズルの流路６の流路断面Ａ１、Ａ２、および外面形状の外形断面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の形状についても、第一の実施形態と同様に、特に限定されないが、加工のし易さ、ノズルの強度、また、溶融物の流れの乱れを少なくする観点等から全ての位置において相似形であるのが好ましく、全ての位置において円形であるのがより好ましい。また、偏肉がなく、内周面と外周面とが同心円になっているのが最も好ましい。
【０１０１】
また、第一内面２１の直径ｄおよび第一外面２２の直径Ｄについても、第一の実施形態と同様の寸法およびその関係も同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の溶融物流出ノズル１は、内部に形成された溶融物の流路形状を上記した形状とし、好ましくは外面形状を上記した形状とするので、高い強度を有しつつ小さな流出口とすることができ、溶融物が、流路断面積が大きな流入側から流路断面積の小さな流出側へと流出されても、溶融物流出ノズルの流路内を流れる溶融物の流れに乱れが生じることなく流出量が絞られ、連続的に流出されることになる。また、流出口での溶融物の濡れ上がりが生じ難い。このため、略球状や球状の成形体、特に球状ガラス等の球状粒を形成する装置の溶融物流出ノズルとして用いることで、脈理や失透のない成形体を製造することができ、好ましくは微小な溶融物滴等の球状粒を高い重量精度で製造することができる。
【０１０３】
尚、本発明の溶融物流出ノズルは、後加工を施したものであっても、本発明の効果を得られる限りにおいては本発明の溶融物流出ノズルとして使用することができる。例えば、溶融物流出ノズルへ事後的に板状部材を溶接する加工や、切削加工により外面形状を多少変化させる加工や、プレス加工により押しつぶし、外形と流路形状を多少変化させる加工であっても、本発明の効果を得られる限りにおいては適用することができ、そのような加工の後に得られた溶融物流出ノズルも本発明の技術範囲であることはいうまでもない。
【０１０４】
［球状粒成形装置］
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。
【０１０５】
図９は、本発明の溶融物流出ノズル１を組み込んだ球状粒成形装置７の断面図である。球状粒成形装置７は、ガラスや金属、樹脂等の溶融物Ｃを保持する白金製等の保持容器８と、保持容器８を加熱および／または保持容器８を接続（支持）する炉体９を備える。また、保持容器８の下部には、溶融物Ｃをノズル１に誘導する誘導路１０が接続されており、溶融物Ｃは、保持容器８から誘導路１０を経て、溶融物流出ノズル１から柱状に流出される。流出された溶融物Ｃは、空中を落下し、落下している間に重力や表面張力により分離し、球状に形成される。形成された球状粒は、回収手段１１中の溶媒１１１中に落下する。
【０１０６】
溶融物Ｃは、球状粒を製造したいものであれば、特に限定されず、溶融ガラス、溶融金属、溶融樹脂等であってもよい。
【０１０７】
保持容器８は、保持容器８内の溶融物Ｃを攪拌するための攪拌機８１と、加熱装置（図示せず）とを備えている。保持容器８は、ガラスや金属、樹脂等からなる原料を溶融できればよく、公知の保持容器を使用することができる。
【０１０８】
保持容器８は、溶融物Ｃが溶融ガラスの場合、ガラスを溶融、清澄することができると共に、例えばヒータ（図示せず）等周知のものを使用して、溶融物の温度を所定の温度に保つことができるようにしてもよい。また、攪拌機８１は、水平方向に回転して攪拌翼（図示せず）により溶融物を攪拌して均質化するが、必要に応じて省略してもよい。
【０１０９】
保持容器８の周囲を覆う耐火レンガ等の耐熱材からなる炉体９は、保持容器８の温度に耐えることができれば、材質等特に限定されない。
【０１１０】
誘導路１０は、保持容器８の下部に接続されており保持容器８中の溶融物Ｃを溶融物流出ノズル１へと誘導させる。誘導路１０には、図示しないヒータが設けられており、誘導路１０の温度を制御することにより誘導路１０中の溶融物の粘性を制御すると共に、誘導路１０中の溶融物Ｃの流速を制御できるようになっている。
【０１１１】
溶融物流出ノズル１は、誘導路１０と接続されており、誘導路１０内の溶融物Ｃの流路と溶融物流出ノズル１内の流路６とは連通している。尚、溶融物流出ノズル１は、誘導路１０と一体となっていてもよい。また、図示しないヒータが設けられていてもよく、溶融物流出ノズル１の先端から流出される溶融物Ｃの温度を制御して溶融物Ｃの粘性を制御できるようになっていてもよい。加熱方式は、通電加熱、高周波加熱、赤外線加熱や、バーナー等を使用したガス等の燃焼により加熱するもの等周知のものを用いることができるが、流出口周りの構造をコンパクト化する必要から高周波加熱方式が特に好ましい。
【０１１２】
必要に応じて、より質量精度の高い球状粒を得易くするために、誘導路１０および／またはノズル１を振動させる加振器を誘導路１０および／またはノズル１に接続してもよい。尚、加振器をノズル１および／または誘導路１０に直接取り付けても、所望の効果が得られる。
【０１１３】
また、保持容器８は、原料投入口（図示せず）が設けられている。原料投入口が閉じられた場合は密閉状態となるような構造をとるようにしてもよい。さらに、保持容器８に圧力調整手段（図示せず）が設けられている場合、保持容器８は、圧力調整手段によって加圧または減圧された場合、構造的に耐えられるような耐圧性を備えた構造をとるようにしてもよい。
【０１１４】
圧力調整手段は、保持容器８内の溶融物Ｃの液面に圧力を付与し、保持容器８内の溶融物Ｃの貯蔵量に関わらず一定量の溶融物Ｃを誘導路１０へ流出させることができる。
【０１１５】
例えば、保持容器８内の溶融物Ｃの貯蔵量が多い場合、圧力調整手段により保持容器８内を減圧にし、溶融物Ｃが誘導路１０へ大量に流出することを防ぐことができる。また、保持容器８内の溶融物Ｃの貯蔵量が少ない場合、圧力調整手段により保持容器８内に加圧し、溶融物Ｃが誘導路１０へ流出し難くなることを防ぐことができる。尚、圧力調整手段は密封された炉体内部の圧力で調整することも可能である。
【０１１６】
次いで、上記本発明の溶融物流出ノズル１を組み込んだ球状粒成形装置７を用いて球状粒を製造する方法について説明する。
【０１１７】
まず、ガラスや金属等からなる原料を溶融し、溶融物を保持容器８にて保持する。必要に応じて、攪拌機８１を回転させて、攪拌翼により溶融物を攪拌し均質化してもよい。
【０１１８】
次に、上記溶融物を誘導路１０から本発明の溶融物流出ノズル１に導き、溶融物流出ノズル１から溶融物を流出させる。溶融物は溶融物流出ノズル１から細い径の連続流の状態あるいは、滴下する状態となって空中に落下する。
【０１１９】
空中に落下した溶融物は、重力および表面張力により球状に成形され、回収手段１１中に回収される。この際、回収手段１１中の溶媒１１１に球状に形成された溶融物を落下させることにより、溶媒１１１により衝撃を吸収すると共に球状に形成された溶融物が冷却される。
【０１２０】
［球状粒成形方法］
次に、上記の球状粒成形装置による球状粒の成形方法について、図９に基づいて説明する。
【０１２１】
球状粒の成形方法は、溶融物をノズルから流出させ、溶融物滴等の球状粒を成形する方法であって、前記ノズルとして本発明の溶融物流出ノズル１を用いることを特徴とするものである。
【０１２２】
溶融物滴等の球状粒の成形方法において、出発材料である溶融物は周知の方法で調製され、清澄、攪拌によって均質化され、保持容器８内に蓄積されている。白金製の保持容器８の底部には内部の溶融物Ｃを溶融物流出ノズル１に導くための誘導路１０が接続されており、溶融物Ｃはその誘導路１０の中を通り溶融物流出ノズル１へと達する。
【０１２３】
保持容器８、誘導路１０、溶融物流出ノズル１は、内部の溶融物Ｃの温度を適正に保つために温度制御されており、一定流量の溶融物Ｃが溶融物流出ノズル１の流出部２から流出する。
【０１２４】
溶融物流出ノズル１から柱状に流出された溶融物Ｃは、一定重量の溶融物滴に次々と分離して、表面張力によって球状粒に形成される。
【０１２５】
上記一定重量の溶融物の分離方法としては、溶融物流出ノズル１および誘導路１０の温度を制御することにより、溶融物の粘性を制御して、溶融物の粘性の変化に伴って流速および流量も変化させ、溶融物を溶融物流出ノズル１から連続流として流出させ、この連続流から一列に滴下する液滴状の溶融物塊に変化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第一の実施形態の溶融物流出ノズルの斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の溶融物流出ノズルの縦断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の溶融物流出ノズルの平面図である。
【図４】上記第一の実施形態の溶融物流出ノズルの別形状のバリエーションを例示する縦断面図である。
【図５】上記第一の実施形態の溶融物流出ノズルの別形状のバリエーションを例示する平面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態の溶融物流出ノズルの斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態の溶融物流出ノズルの縦断面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態の溶融物流出ノズルの平面図である。
【図９】本発明の溶融物流出ノズルを組み込んだ球状粒成形装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１      溶融物流出ノズル
２１    第一内面
２２    第一外面
３１    第二内面
３２    第二外面
４２    第三外面
５１    第三内面
５２    第四外面
６      流路
Ａ１    第一の流路断面
Ａ２    第二の流路断面
Ｂ１    第一の外形断面
Ｂ２    第二の外形断面
Ｂ３    第三の外形断面
ａ１    第一の流路断面積
ａ２    第二の流路断面積
ｂ１    第一の外形断面積
ｂ２    第二の外形断面積
ｂ３    第三の外形断面積
【図１】
2008110313.tif 000006
【図２】
2008110313.tif 000007
【図３】
2008110313.tif 000008
【図４】
2008110313.tif 000009
【図５】
2008110313.tif 000010
【図６】
2008110313.tif 000011
【図７】
2008110313.tif 000012
【図８】
2008110313.tif 000013
【図９】
2008110313.tif 000014