流体用ノズルのノズル部材を形成するセラ� ��ックス材料の原料として、純度が99.9%以上� �平均粉末粒子径が0.6μmのAl ₂ O ₃ 原料の0.4質量%と0.1質量%をそれぞれ高純度で� ��粉末粒子のMgOとY ₂ O ₃ で置換したアルミナ系セラミックス材料100質 量部に対して押出成形用バインダ6質量部を� �えて混練機で混合しながら水を少量ずつ所� �量まで加えて混練体を作製した。

 一方、図1に示す押出成形用金型のノズル ボディ1の軸心に配設したフィラメントガイ� �2に設けている7箇所のガイド孔2aは寸法公差� ��±1μm以内に形成しておき、このガイド孔2a� �、バックテンション機能を有するフィラメ� �ト供給部3から直径70μmの合成樹脂製のフィ� �メント4を引き出して挿通し、このフィラメ� ��トをノズルボディ1の下部に組み付けたオリ フィス5の中を通して張力をかけた状態で引� �っておき、押出成形準備を整えておく。

 なお、バックテンション機能を有する給� ��部3は、ノズルボディ1の上端に一体的に設� �られたテーパー状凹部3aに、ノズル部材の貫 通孔に対応する細孔を形成したネオプロピレ ンゴム等の弾性体3bの細孔に真空ガン等を利� ��してフィラメント4を挿通した上でこの弾性 体3bをセットし、締付キャップ3cにより締付� �Xが零になる方向に締め込むようにしたもの� ��ある。これにより、弾性体3bの細孔が縮小� �てフィラメント4を締め付けることによりバ� ��クテンションの強さを最適の状態に調整す� ��ことができる。なお、押出成形用金型に圧� ��された混練体は、フィラメント4がフィラメ ントガイド2内をオリフィス5方向に進行する� ��で、ガイド孔2a内に入り込むことが防止さ� �る。

 次いで、前記の混練体を図示しないシリ� ��ダーから高圧力で押出成形用金型に矢印方� ��に供給することにより、混練体とフィラメ� ��ト4はオリフィス5から丸棒状に押し出され� �フィラメント4を包含した状態の押出成形体M が得られる。あるいはまた、図1のバックテ� �ション機能を有するフィラメント供給部3を� ��くする代わりに、各フィラメントを回転ト� ��クを有するローラー(テンションローラー)� �経由させることにより、同様の押出成形を� �うことができる。

 この押出成形体Mを所定長さに切断し乾燥 させてノズル部材のグリーン体とし、このグ リーン体を大気雰囲気で600℃まで徐々に昇温 して脱脂するとともにフィラメント4の大部� �を蒸発焼失させ、次いで1500℃で焼結するこ� ��により、フィラメント5を完全に焼失させる 。これを所定長さ寸法に加工することにより 、図2に示すような外径寸法が1.5mm、貫通孔6a� ��直径寸法が50μmで、しかも貫通孔6aの内壁面 の面粗度が0.8S以内、比重が3.92、ビッカース� ��さHvが1750の特性を有するノズル部材6を製作 した。

 なお、本実施例では、フィラメント4とし て中実の合成繊維を用いたが、長手方向に空 洞を有する中空状のフィラメントを用いるこ ともできる。これにより、脱脂、焼結時にお ける合成樹脂の熱膨張あるいは急激な蒸発に より貫通孔に割れが発生する等の問題をなく すことができる。また、合成樹脂の代わりに 炭素材料からなるフィラメントを用いると、 炭素材料は熱膨張係数が小さいので、脱脂、 焼結時におけるフィラメント4の熱膨張によ� �て発生する貫通孔の割れを防止できる。あ� �いはまた、フィラメント4を押出成形体Mから 抜き取った状態で、脱脂、焼結することもで きる。

 また、図3に示す別方式の押出成形用金型 を使用することもできる。この押出成形用金 型では、ノズルボディ1の軸心に混練体を矢� �A方向に押し出す通路となるニードル7の外周 に、図4に示すようなリング状のフィラメン� �ガイド20を設けている。このフィラメントガ イド20の同心円上に設けた30個のガイド孔に� �空状の合成樹脂からなるフィラメント4を挿� ��して引張っておき、図示しない高圧シリン� ��ーから混練体を矢印A及びB方向に圧入する� �これにより、混練体はニードル7の中を直進� ��、またオリフィス5とニードル7の外周との� �からも曲線矢印方向Cに進入し、ニードル7の 先端部7aで合流一体化して丸棒状になり、フ� ��ラメント4を包含した状態の押出成形体Mが� �られる。

 なお、矢印A及びB方向に圧入する混練体� �量は、ニードル7の先端部7aの内側と外側を� �る単位時間当たりの体積を同じにすること� �より、ニードル7の先端部7aにおける内外差� �ない均質な押出成形体が得られる。また、� �給するフィラメント4は、ニードル7の上部外 周の後方にセットした図示していないテンシ ョンローラーを介することにより、バックテ ンションを与えることができる。

 また、フィラメントガイド20に設けるガ� �ド孔20aは、図4(a)のように一列に配列するほ� ��、押出成形体Mの外径寸法を5mm程度よりも大 きくして、図4(b)に示すように複数列に配列� �ることにより、100箇所以上の貫通孔を有す� �ノズル部材を製造することもできる。

 ノズル部材を形成するセラミックス材料の� ��料として、塩化アルミニウム溶液とエチル� ��リケート溶液とをAl ₂ O ₃ 成分が65~75質量%及びSiO ₂ 成分が35~25質量%になるように配合した溶液か ら共沈法で作製したムライト用原料粉末を準 備した。

 また、Al ₂ O ₃ とY ₂ O ₃ との複合材料を形成するセラミックス材料の 原料として、純度99.5%で平均粉末粒子径が0.8� �mのAl ₂ O ₃ 粉末99質量%と純度が99.9%で平均粒子径が0.6μm� ��び0.3μmのY ₂ O ₃ 粉末1質量%との混合粉末を準備した。

 さらに、純度が99.5%で平均粒子径が0.4μmのAl ₂ O ₃ 粉末の5質量%及び3質量%を2.5モル%のY ₂ O ₃ で部分安定化したZrO ₂ 粉末で置換した混合粉末を準備した。

 またさらに、ZrO ₂ 系のセラミックス材料の原料として、2.5モル %Y ₂ O ₃ で部分安定化した純度99.5%以上で平均粉末粒� ��径が0.3μmのZrO ₂ 粉末、あるいはこのZrO ₂ 粉末が75質量%以上で残部として実施例1で用� �たAl ₂ O ₃ 原料を混合したZrO ₂ 系の粉末を準備した。

 これらのセラミックス材料の原料粉末を� ��い、それぞれ実施例1と同様の製造方法でノ ズル部材を製作した。これにより、いずれの 材料も相対密度が95%以上でビッカース硬さHv� ��1000以上で、貫通孔6aの内壁面の面粗度が1S� �下のノズル部材が得られた。

 純度が99.99%以上で平均粉末粒子径が0.5μmのA l ₂ O ₃ 原料粉末100質量部に対して、100Lの水とエマ� �ジョンタイプのワックス系バインダを固形� �濃度で4質量部と消泡剤を0.5質量部と解膠剤� ��0.5質量部加えてボールミルで粉砕混合して� ��たスラリーを準備した。

 一方、このスラリーから鋳込成形により� ��ズル部材を製作するために、図5に示す多孔 質樹脂材料で形成した鋳込成形用型を用いた 。この鋳込成形用型は、鋳込成形用型9の底� �部材10に設けられた7個の細孔に直径100μmの� �成樹脂または炭素材料あるいは金属材料等� �らなるフィラメント11をできる限り隙間のな い状態で挿通し、フィラメント11を鋳込成形� ��型9の軸心方向に配置した状態とし、底板部 材10の突起部10a周りに、多孔質樹脂型として� ��割状の吸水筒12を隙間のない状態で組み付� �、上下のOリング溝13a及び13bにそれぞれOリン グ14a及び14bを取り付けて真空吸引筒15内に装� ��することにより、上下のOリング14a,14b間に� �置する吸水筒12部分からスラリー中の水分を 吸水吸引する機構となっている。なお、フィ ラメント11の基端(下端)は底板部材10の下方に 配置した多孔質材料ではないフィラメント固 定板16に固定されている。

 このように鋳込成形用型9の軸心方向に配 置したフィラメント11の上端部分をテンショ� ��ガイド17に係止し、若干の張力を掛けた状� �で固定する。その後、鋳込成形用型9のスラ� ��ー注入口9aから準備していたスラリーをス� �リー鋳込空間9b、すなわち吸水筒12内に注ぎ� ��み、真空吸引筒15内を真空排気する。この� �空排気によりスラリー中の水分が吸水吸引� �れる。次いで、水分が吸水吸引されるに従� �てスラリー液面が下がるのでスラリーを補� �し、一定時間静置して充分に水分を吸水吸� �させる。

 その後、金属材料からなるフィラメント1 1(金属線)を用いた場合は、フィラメント固定 板16とともに金属線を鋳込成形用型9の軸心方 向と平行に引き抜き、次いで真空吸引筒15の� ��部から全体を取り出して吸水筒12を取り外� �ことにより、鋳込成形体が得られる。これ� �乾燥、脱脂、焼結した後、所定の長さに切� �して全長が15mmで、外径が1.2mmで、7箇所の貫� ��孔の直径が80μmで、しかも貫通孔内壁面の� �心と平行方向の面粗度が1S以内で、比重が3.9 5(相対密度が99.1%)で、ビッカース硬さHvが1800� ��ノズル部材が得られた。

 なお、具体的なフィラメント材料として� ��、合成樹脂製の鮎釣り用ハリスや、ピアノ� ��のほか、高引張強度の金属線として、タン� ��ステン線やモリブデン線を使用することに� ��り優れた貫通孔を形成できる。ここで、フ� ��ラメント11として金属線を用いる場合は、� �膜または離型剤を塗布するか、テフロン(登� ��商標)でコーティングしたピアノ線等を使用 することにより、引き抜きが容易になること がある。

 また補足すると、フィラメント11として� �成樹脂または炭素材料を用いた場合は、引� �抜くことなく、実施例1と同様にそのまま脱� ��乃至焼結して蒸発及び焼失させることがで� ��る。

 あるいはまた、多孔質樹脂材料製の鋳込� ��形用型の代わりに、従来から一般的に多用� ��れている石膏型によって鋳込成形を行う場� ��は、底板部材10と肉厚を厚くした吸水筒12と を石膏型で形成することによって、吸水筒12� ��石膏型がスラリーの水分を吸収するのでOリ ング14a,14bと真空吸引筒15とが不要となるが、 その他の型部材と型構成は前述の多孔質樹脂 材料製型を用いたのと同様であり、また鋳込 成形方法も同様の方法を採用することができ る。

 ノズル部材を形成するセラミックス材料の� ��料として、実施例2で用いたのと同じムライ ト用原料粉末、Al ₂ O ₃ とY ₂ O ₃ との混合粉末、Y ₂ O ₃ で部分安定化したZrO ₂ 粉末及びZrO ₂ の一部をAl ₂ O ₃ で置換したZrO ₂ 系の粉末を用いた。

 これらのセラミックス材料の原料粉末を用� ��、それぞれ実施例3と同じくその原料粉末に 適した所定量の水、エマルジョンタイプのワ ックス系バインダ、消泡剤及び分散剤や解膠 剤を加えて鋳込成形用のスラリーを作製し、 次いで実施例3と同様に鋳込成形乃至焼結工� �を経ることにより、貫通孔内壁面の面粗度� �1S以内で、相対密度が95%以上で、ビッカース 硬さHvが1000以上(2.5モル%Y ₂ O ₃ で部分安定化したZrO ₂ が最も低くHvが1050)の各種セラミックス材料� �らなるノズル部材が得られた。

 以上の実施例1乃至4によって図2(a)及び(b)� ��示すような貫通孔6aが7個(少なくとも1個)で� ��アスペクト比が5以上のセラミックス材料か らなるノズル部材6を得ることができ、さら� �は図6の平面図に示すように、36個あるいは� �れ以上の貫通孔6aを有するノズル部材6を得� �こともできる。なお、押出成形法によれば� �常に長い成形体が得られるので、グリーン� �の段階あるいは焼結体の段階で、用途に応� �た最適の長さに切断する。

 そして、これらのノズル部材6を図7(a)に� �すようにノズル本体18に形成されたノズル部 材装着孔18aにノズル本体18の厚み方向の全長� ��わたって装着したり、図7(b)に示すようにノ ズル部材装着孔18aの上下いずれかの端面側あ るいは端面から離れた位置に装着したりして 、流体放出用ノズルとして使用することがで き、あるいは真空吸引用ノズルとして作用さ せることにより真空吸着板として使用するこ とができる。

 さらに、通常の流体放出用ノズルのよう� ��単一の貫通孔のみから放出される流体を、� ��発明のノズル部材では複数個の貫通孔に分� ��することができるので、流体の流速を低減� ��せて広い範囲から放出させることができる� ��また、本発明によれば、一個のノズル部材� ��微細な貫通孔を容易に多数個形成できるの� ��、従来のノズル部材の貫通孔の数を数倍以� ��に増加させるとともに、ノズル本体の全面� ��数多くの貫通孔を分散させることができる� ��

 ここで、ノズル部材を形成するセラミッ� ��ス材料の硬さが低いと、例えば紡糸用口金� ��おいては紡糸品質の低下、真空吸着板にお� ��ては吸着面の摩耗による吸着の劣化やバラ� ��キの発生、さらには微細な貫通孔が摩耗し� ��場合には流体通過量のバラツキ等のトラブ� ��が発生するようになる。

 したがって、ノズル部材の耐摩耗性は非� ��に重要であり、ノズル部材を形成する材料� ��硬さは、ビッカース硬さHvを1000以上にする� ��要がある。このノズル部材の硬さは、材料� ��相対密度と関係しており、相対密度が95%未� ��では材料の緻密度不足に伴う硬度の低下や� ��貫通孔内面の面粗度劣化による流体抵抗の� ��大が避けられなくなる。

 またさらに、ノズル部材を形成するセラミ� ��クス材料の純度は、流体用ノズルが様々な� ��体あるいは雰囲気に晒されることから、で� ��る限り高純度であることが肝要であり、酸� ��アルカリあるいは腐食性ガスの流体に侵さ� ��る不純物の量は1質量%以下、より好ましく� �0.5質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下 にする必要がある。なお、Al ₂ O ₃ の一部を置換するMgO他の成分は平均粒子径が 1μm以下、より好ましくは0.5μm以下とし、微� �末である程少量の置換によってMgOやY ₂ O ₃ と同様の効果を発揮する。

 なおまた、本発明のノズル部材はノズル� ��体に焼嵌めや一体焼結により装着すること� ��できる。一体焼結の場合は、ノズル部材と� ��一材種または別材種のセラミックス材料か� ��なるノズル本体の粉末成形体や脱脂体ある� ��は仮焼結体に形成した装着孔にノズル部材� ��挿入し一体的に焼結結合させる。この際、� ��ズル本体に形成する装着孔は、ノズル本体� ��焼結収縮してノズル部材に圧縮力を与える� ��うな寸法に形成する。

 また、本発明のノズル部材のセラミック� ��材料は、酸化物系のセラミックス材料のほ� ��、非酸化物系の炭化物や窒化物や硼化物、� ��るいは酸化物系や非酸化物系の複合材料で� ��成することができる。そして、これらの各� ��セラミックス材料に適した混合、混練用の� ��媒やバインダを選択し、また脱脂乃至焼結� ��の炉内雰囲気に非酸化性雰囲気を採用する� ��とによりノズル部材を製造できる。ただし� ��非酸化物系のセラミックス材料で形成する� ��合は、非酸化性の炉内雰囲気を採用するの� ��、合成樹脂や炭素材料からなるフィラメン� ��が炭化物の状態で残留しないようにするた� ��に、押出成形あるいは鋳込成形時に用いた� ��ィラメントを引き抜いておく必要がある。

 またさらに、合成樹脂、炭素材料及びピア� ��線他のフィラメントの表面粗度は0.5S以内の 精度を有するものが大部分であり、これらを 使用することにより、貫通孔内面の面精度を 0.4Sさらには0.3S以内に形成することができる� ��