JPH08232113A - 溶融紡糸装置用のスピニング・ブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタを備えた多部品スピニング・ブロッ
クの個々の部品及びフィルタを均等に加熱することがで
きると共に、保守のための部品交換を容易にする、スピ
ニング・ブロックを提供すること。 【解決手段】 溶融体の主流れ方向の軸線を中心として
均等に分布した態様で配置された一つ又はそれ以上の細
長い加熱要素（１１）からなる加熱装置は、スピニング
・ブロック（３）を内部から加熱する。加熱要素は、ス
ピニング・ブロック（３）の全体を通って延びており、
フィルタ（９）又はノズルプレート（１０）の交換のた
め又は保守を行うために取り外すことができる。加熱要
素（１１）は、加熱要素（１１）とスピニング・ブロッ
ク（３）との間の熱伝達を改善するため、実質的に単一
の材料でつくられているか或いは加熱要素を取り囲む材
料よりも熱膨張率の大きい材料で被覆されている。本発
明は、更に、熱可塑性ポリマーからフィラメントを溶融
紡糸するためのこのようなスピニング・ブロックの使用
に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融体用のフィル
タ、ノズルプレート、及び加熱装置を含む一つ又はそれ
以上の相互連結された金属製ブロックからなる溶融紡糸
装置用スピニング・ブロックに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常は、スピニング・ブロック又は他の
スピナレットは、適当な加熱媒体（液体、蒸気）が流れ
ている加熱ボックス内で加熱されるように構成されてい
る。このような外部加熱式のスピニング・ブロックは、
例えば、欧州特許第０ ２７１８０１号に記載されてい
る。このような構成は、加熱媒体に配管のような供給ラ
イン及び外部加熱装置が必要とされるため、設計が非常
に複雑になっている。

【０００３】欧州特許第０ ００８ ６１２号には、ノ
ズルプレートを追加に加熱するための細長い沈み加熱要
素が開示されている。これらの加熱要素は、専らノズル
プレートの領域に配置されており、冒頭に記載した加熱
装置を多部品スピナレットに代えるのに適していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、フィルタを
備えた多部品スピニング・ブロックを加熱するための簡
単な構成の加熱装置を提供するという目的に基づき、個
々の部品及びフィルタを均等に加熱することができると
共に、保守のための交換（例えば、フィルタ又はノズル
プレートの交換、清掃）を容易にすることのできる、ス
ピニング・ブロックを提供することにある。スピニング
・ブロックを取り外し、これに続いて再設置した後、所
望の作動温度まで十分迅速に再加熱できない場合には、
製造中断の事態に陥る。従って、加熱システムの熱慣性
は、できるだけ小さくなければならない。これは、スピ
ニング・ブロックを設置前に必要な作動温度にできるよ
うに取り外した状態で別個に既に加熱できる場合には、
特に望ましい。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は、以下に定義
する溶融紡糸装置用スピニング・ブロックによって達成
される。

【０００６】スピニング・ブロックは、溶融体用のフィ
ルタ（９）、ノズルプレート（１０）、及び加熱装置を
含む一つ又はそれ以上の相互連結された金属製ブロック
（６、７）からなり、加熱装置は、スピニング・ブロッ
クを内部から加熱し、一つ又はそれ以上の細長い加熱要
素（１１）からなり、これらの加熱要素は、スピニング
・ブロック全体を通って延びるように溶融体の主流れ方
向の軸線を中心として均等に分布した態様で配置されて
おり、フィルタ又はノズルプレートを交換するため又は
保守を行う目的のため取り外すことができる。

【０００７】本発明によるスピニング・ブロックは、個
々に加熱でき、及び従って原理的には追加の外部加熱を
全く必要としないが、本発明によるスピニング・ブロッ
クを、それ自体周知の方法で加熱し及び／又は固定する
目的で、それ自体周知の紡糸バーに設置するのが望まし
い。周知の紡糸バーがそれ自体の加熱装置を有する場合
には、これらの加熱装置が本発明によるスピニング・ブ
ロックの加熱装置と相互作用するのが有利である。この
相互作用は、繊維等の実際の紡糸中に、スピニング・ブ
ロックの紡糸バーへの嵌入中又は紡糸バーからの取り外
し中に、及び／又はフィルタの交換中に起こる。

【０００８】スピニング・ブロックは、原理的には、そ
れ自体周知の全ての種類の溶融紡糸繊維の製造に適して
いる。ポリエステル繊維、特定的にはポリエチレンテレ
フタレート繊維の製造が好ましい。

【０００９】スピニング・ブロックの形態は、おおまか
には所望の通りであるのがよいが、便利には、できるだ
け簡単につくられるべきである。構造のこのような適当
な簡単な形態は、溶融体の主流れ方向を中心として実質
的に円筒形をなした対称な形態、特に図１に示すような
実質的に立方形の形態である。本発明によるスピニング
・ブロックを現存の紡糸バー又は新たに製造した紡糸バ
ーに設置する場合には、取り付けを技術的に簡単に行う
ことのできる形態が推奨される。熱伝達は、スピニング
・ブロックの加熱装置のため、それ自体周知の非加熱式
スピニング・ブロックを使用した場合程顕著でないけれ
ども、通常の技術的方策に従って適宜最適化できる。必
要とされる紡糸バーは、それ自体が加熱されるか或いは
スピニング・ブロックの支持機能を果たすに過ぎない。

【００１０】スピニング・ブロックを形成する材料は、
熱伝導率ができるだけ大きいものでなければならない。
スピニング・ブロックの製造で一般的な全ての材料を使
用できる。適当な高品質の即ち改良された金属が優先的
に使用され、特定的には、ＶＡ鋼が使用される。これら
の材料の線熱膨張率は、好ましくは、１７×１０ー
⁶（℃）ー¹以下であり、特定的には、１２×１０ー
⁶（℃）ー¹以下である。スピニング・ブロックは、温度
の異なる領域間の熱交換ができるだけ大きいようにつく
られていなければならない。従って、スピニング・ブロ
ックは、好ましくは、熱伝導率の低いキャビティをなく
すため、中実材料から製造される。スピニング・ブロッ
クが多数の部品からつくられている場合には、部品間の
接触面の寸法をできるだけ大きくしなければならず、隙
間ができてはならない。

【００１１】スピニング・ブロックを通って延びる加熱
要素は、冷却状態において、スピニング・ブロックへの
挿入及びこれからの取り出しを容易に行うことができる
ようにつくられている。中空空間の形状及び加熱要素の
形状は、好ましくは、円筒形につくられている。この場
合に重要なことは、加熱要素の形状と中空空間の形状と
が、材料の熱膨張を考慮に入れて、できるだけ合致して
いるということである。特定的には、一杯に挿入したと
きに中空空間の端部と当接する加熱ロッドの端部は、加
熱ロッドと膨張ブロックとの間に中空空間が実際上全く
ないように形成されている。加熱要素と膨張ブロックと
の間で良好な熱伝達が行われるように、例えば中空空間
に機械的に押し込まれる加熱要素が特に好ましい。この
圧力は、加熱要素が、加熱後、それ自体を特定の位置に
固定的に保持するような所定の程度まで膨張するまで加
えられていればよい。

【００１２】加熱要素はそれ自体周知の方法で加熱でき
るが、電気加熱、特定的には電気抵抗加熱が好ましい。

【００１３】加熱要素を実質的に収容する材料の熱膨張
率は、スピニング・ブロックの部品が製造される材料の
熱膨張率よりも大きい。かくして、加熱要素は、加熱要
素よりも熱膨張率の大きい材料によって被覆されている
ようにつくることができる。詳細には、融点が比較的低
い金属、好ましくは合金を加熱要素の材料として使用す
る。特に好ましいのは、線熱膨張率が２０.５×１０ー⁶
（℃）ー¹程度の鋳造Al−Si又は鋳造Al−Si−Mgのよう
な合金である。

【００１４】スピニング・ブロックの部品全体が熱膨張
率の低い材料でつくられているということは重要でな
い。重要なことは、加熱要素とスピニング・ブロックと
の間の熱伝達を改善するため、加熱要素が配置される中
空空間の加熱時の容積の増大が、この空間内に配置され
た加熱要素の容積よりも小さいということである。

【００１５】加熱要素を取り囲む材料と熱膨張率の高い
加熱要素の材料との間の熱膨張率の比は、１：１.０５
以上であり、好ましくは、１：１.５以上であり、特定
的には、１：１.７以上である。加熱要素とスピニング
・ブロックとの間の隙間即ち中空空間はできるだけ小さ
くなくてはならないが、熱膨張率の比が大きい場合に
は、材料の膨張の相違により生じる圧力は、応力が加え
られる部品の機械的荷重支持強度を越えてはならない。
このような応力は、加熱要素とスピニング・ブロックと
の間の隙間を大きくすることによって小さくできる。そ
の結果、熱膨張の差による材料間の圧力を所望のレベル
にまで減少させることができる。この隙間は、好ましく
は、できるだけ小さくすることができる。

【００１６】複数の相互連結された金属製ブロックから
なるスピニング・ブロックが便利であり、これらのスピ
ニング・ブロックでは、加熱要素を予め取り外さなくて
も個々の金属製ブロックを互いに分離できるように加熱
要素の長手方向軸線が整合している。個々の金属製ブロ
ックの分離は、冷却状態で行われる。

【００１７】複数の部品からなるスピニング・ブロック
には、有利には、加熱装置が設けられている。これらの
加熱装置は、スピニング・ブロックを真っ直ぐに延びて
おり、そのため、スピニング・ブロックの全ての部品を
同時に加熱する。

【００１８】加熱要素を設けることは、フィルタ又はノ
ズルプレートを交換するための取り外し作業が簡単であ
る限り、特に望ましい。加熱要素を上方から押し込むこ
とができ且つ取り外すことができる設計が特に好まし
い。

【００１９】本発明によるスピニング・ブロックは、取
り外した状態で別個に加熱することができる。取り外し
た状態での加熱は、加熱要素からなる第２の組によって
行うことができる。しかしながら、加熱要素を外部電源
及び制御装置に繋ぐため、加熱要素への電力供給ライン
を差込み式にすることもできる。

【００２０】加熱要素は、加熱を均等に行うため、熱出
力が全体に亘って実際上同じ状態で作動できるが、個々
の加熱要素ゾーンを、スピニング・ブロックにおける温
度差を補償できるように、又は特定の所望の温度差をこ
れによってつくりだすことができるように異なる程度に
加熱するため、独立して加熱可能な複数のゾーンに分け
ることもできる。

【００２１】スピニング・ブロックの温度は、一つ又は
それ以上の熱電対からの信号によって制御することがで
きる。熱電対は、加熱要素内に配置でき、或いは、加熱
要素外に、例えばスピニング・ブロックに、フィルタの
近傍に、溶融体の流入領域に、ノズルプレート上に、又
はノズルプレート内に配置できる。加熱要素の内部に配
置するのが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下の図１ないし図３によって本
発明の実施例の説明を行うが、本発明はこれらの図に示
された実施例に限定されることはない。

【００２３】図１によれば、溶融体は、フランジ（２）
に連結されたポンプを介して供給ライン（１）を通って
流れ、次いで実際のスピニング・ブロック（３）に供給
される。スピニング・ブロックには、加熱要素を受け入
れるためのボア（４）が設けられている。スピニング・
ブロックは、上ブロック（６）及び下ブロック（７）か
らなり、面（５）のところで分離できる。

【００２４】ポリマー溶融体は供給ライン（８）を介し
てフィルタ（９）に進入し、先ず最初にフィルタを通過
し、次いで、スピニング・ブロックの下端を構成するノ
ズルプレート（１０）を通過する。ボア（４）には、電
気加熱式加熱ロッド（１１）が挿入されており、これら
の加熱ロッドは、ケーブル（１３）及びプラグ（１４）
を介して電源又は制御装置に接続されている。スピニン
グ・ブロックの二つの部品は、ねじ（１５）で相互連結
されている。

【００２５】図３によれば、加熱要素（１１）及びねじ
（１５）は、フィルタ（９）を中心として環状に配置さ
れている。

【００２６】本発明に従って設計されたスピニング・ブ
ロックは、繊維の製造に際し、かなりの利点を提供す
る。特に、加熱要素をスピニング・ブロックから簡単な
方法で取り外すことができるため、保守が簡単である。
加熱要素の取り外しは、スピニング・ブロックの冷却後
に行うのが特に有利である。これは、熱膨張率の差によ
り加熱要素とスピニング・ブロックとの間の中間空間が
つくりだされるためである。多部品スピニング・ブロッ
クの場合には、ブロックの加熱されるべき部品の全てを
通って加熱要素が延びているのであれば、加熱要素の取
り外しを非常に容易に行うことができる。

【００２７】本発明によるスピニング・ブロックは、フ
ィルタ又はノズルプレートの交換を行うため又は保守を
行うため、取り外しが驚く程容易であるという特徴を備
えている。取り外しを行う前に、先ず最初に加熱要素の
取り出しを行うことができる。加熱要素が挿入された状
態でスピニング・ブロックの取り外しを行うのが特に便
利である。これは、これを行うのに必要とされる作業工
程が特に少ないためである。

【００２８】本発明に従って設計されており且つ配置さ
れた加熱要素は、スピニング・ブロックを決定的に有利
に加熱することができる。スピニング・ブロックを内部
から加熱するため、熱を特に直接的に放射することがで
きる。多部品スピニング・ブロックは、ブロックの加熱
されるべき全ての部品を通って延びる要素を使用して非
常に簡単に加熱することができる。

【００２９】加熱要素の形態が細長く、溶融体の主流れ
方向の軸線の方向に配置されている場合には、分解及び
均等な加熱に関し、同様に有利である。加熱要素が均等
に、好ましくはこの軸線を中心として環状に配置されて
いる場合には、加熱を特に好ましい態様で行うことがで
きる。

【００３０】本発明による加熱要素は、加熱要素とスピ
ニング・ブロックとの間の熱伝達を改善できる。ぴった
りと接触しているために熱の流れが大きく、これによっ
てスピニング・ブロックの温度を極めて迅速に上げるこ
とができる。

【００３１】加熱要素が、独立して加熱できるゾーンに
分けられたスピニング・ブロックには特に大きな利点が
ある。かくして、本スピニング・ブロックに生じること
のある局部的な加熱又は冷却の効果を補償できる。特定
の紡糸プロセス条件をつくりだすため、特定の温度分布
即ち温度勾配をつくりだすこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】供給ラインを備えたスピニング・ブロックを示
す斜視図である。

【図２】スピニング・ブロックのII−II線での断面図で
ある。

【図３】スピニング・ブロックの III−III 線での断面
図である。

【符号の説明】

１ 供給ライン ２ フランジ ３ スピニング・ブロック ４ ボ
ア ５ 面 ６ 上ブロック ７ 下ブロック ８ 供給ライン ９ フィルタ １０ ノズルプ
レート １１ 電気加熱式加熱ロッド １３ ケーブル １４ プラグ １５ ねじ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融体用のフィルタ、ノズルプレート、
   及び加熱装置を含む一つ又はそれ以上の相互連結された
   金属製ブロックからなる溶融紡糸装置用のスピニング・
   ブロックにおいて、前記加熱装置は前記スピニング・ブ
   ロック（３）を内部から加熱し、一つ又はそれ以上の細
   長い形態の加熱要素（１１）からなり、これらの要素
   は、スピニング・ブロック（３）全体を通って延びてお
   り、フィルタ（９）又はノズルプレート（１０）の交換
   を行うため、又は保守を行う目的のため、取り外すこと
   ができるように溶融体の主流れ方向の軸線を中心として
   均等に分布するように配置されている、熔融防止装置用
   のスピニング・ブロック。
2. 【請求項２】 前記加熱要素（１１）は、前記加熱要素
   （１１）と前記スピニング・ブロック（３）との間の熱
   伝達を改善するため、実質的に単一の材料でつくられて
   いるか或いは前記加熱要素を取り囲む材料よりも熱膨張
   率の大きい材料で被覆されている、請求項１に記載のス
   ピニング・ブロック。
3. 【請求項３】 前記加熱要素（１１）は、上方から押し
   込むことができ且つ取り外すことができる、請求項１又
   は２に記載のスピニング・ブロック。
4. 【請求項４】 前記スピニング・ブロック（３）は、複
   数の相互連結された金属製ブロック（６、７）からな
   り、前記加熱要素（１１）の長手方向軸線は、前記加熱
   要素（１１）を予め取り外さなくても個々の前記金属製
   ブロック（６、７）を互いに分離できるように整合して
   いる、請求項１又は２に記載のスピニング・ブロック。
5. 【請求項５】 前記スピニング・ブロック（３）は複数
   の部品からなり、前記加熱装置が前記スピニング・ブロ
   ック（３）の全ての部品を均等に加熱する、請求項１又
   は２に記載のスピニング・ブロック。
6. 【請求項６】 前記加熱要素（１１）は、前記フィルタ
   （９）又は前記ノズルプレート（１０）を交換するため
   の取り外し手順が簡単になるように構成されている、請
   求項１又は２に記載のスピニング・ブロック。
7. 【請求項７】 前記加熱要素（１１）は、個々に加熱で
   きる複数のゾーンに分割されており、個々の加熱要素ゾ
   ーンは異なる程度に加熱され、その結果、前記スピニン
   グ・ブロック（３）の温度差を補償でき、又は特に好ま
   しい温度差をこれによってつくりだすことができる、請
   求項１又は２に記載のスピニング・ブロック。
8. 【請求項８】 前記スピニング・ブロック（３）は、取
   り外した状態で個々に予熱できる、請求項１又は２に記
   載のスピニング・ブロック。
9. 【請求項９】 前記加熱要素（１１）は、一つ又はそれ
   以上の熱電対を含み、これらの熱電対は、前記加熱要素
   の内側に配置されており、温度を制御するために使用で
   きる、請求項１又は２に記載のスピニング・ブロック。
10. 【請求項１０】 前記スピニング・ブロック（３）は、
    一つ又はそれ以上の熱電対を含み、これらの熱電対は、
    前記加熱要素の外側に配置されており、温度を制御する
    ために使用できる、請求項１又は２に記載のスピニング
    ・ブロック。
11. 【請求項１１】 熱可塑性ポリマーからフィラメントを
    溶融紡糸するための、請求項１に記載のスピニング・ブ
    ロックの使用。