(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の合成糸を紡績するためのスピン・ダイマニホルドであって、紡績ポンプ（１）及び多数の紡績ノズル（３）を受容するための溶融分配ブロック（２）が設けられており、前記各紡績ノズル（３）がそれぞれ１つの溶融導路（１０，１１，１３）を介して紡績ポンプ（１）に接続されており、前記紡績ノズル（３）の数に相当する数の前記各溶融導路（１０，１１，１３）がそれぞれ、前記紡績ポンプ（１）に通じる溶融通路（１０）、分配導路（１３）及び、前記各紡績ノズル（３）に通じる溶融通路（１１）を有している形式のものにおいて、溶融分配ブロック（２）は、１つの分割接合部（１２）によって分割された２つの構成部分（７，８）から構成されており、該両構成部分（７，８）は前記分割接合部（１２）から圧力下の溶融物を漏らさないように互いに密に結合されており、溶融導路の各分配導路（１３）は列を成して配置されていて、前記分割接合部（１２）に設けられた溝（１７，２９）によって形成されていることを特徴とする、スピン・ダイマニホルド。
【請求項２】
溝（１７，２９）が、一方の構成部分（７又は８）の表面（２６）又は両構成部分（７，８）の表面（２６）に設けられている、請求項１記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項３】
管を設けてあり、該管が、一方の構成部分（７又は８）の表面（２６）の溝（１７，２９）内又は両構成部分（７，８）の表面（２６）内に挿入されている、請求項１又は２記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項４】
溝（１７，２９）が、一方の構成部分（７又は８）又は両構成部分（７，８）の表面（２６）に形成されている、請求項２又は３記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項５】
分割接合部（１２）に、両構成部分（７，８）が前記分割接合部（１２）から圧力下の溶融物を漏らさないように密に接触するプレート（３２）が配置されており、溝（１７，２９）がプレート（３２）と構成部分（７，８）との間に形成されている、請求項１又は２記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項６】
両構成部分（７，８）又は一方の構成部分（７）の表面（２６）が、段部（２８）によって仕切られた２つの領域（２６，２７）から形成されており、溝（１７）が隆起した表面領域（２６）に設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項７】
溶融分配ブロック（２）の上部分（７）と溶融分配ブロック（２）の下部分（８）との間の分割接合部（１２）が、紡績ポンプ（１）と紡績ノズル（３）との間の分配導路において勾配が生ずるように、傾斜平面内に形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項８】
傾斜平面が、水平線に対して３０度範囲の鋭角を成して傾斜している、請求項７記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項９】
紡績ポンプ（１）が、分割接合部（１２）とは反対側で上部分（７）に固定されており、紡績ノズル（３）が、分割接合部（１２）とは反対側で下部分（８）に固定されている、請求項６又は８記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１０】
紡績ノズル（３）が、紡績ポンプ（１）が配置される平面に対してずらされて位置している、請求項９記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１１】
溶融流が溶融分配ブロック（２）の上部分（７）の接続部（９）から紡績ポンプ（１）に向けて案内されるように、溶融供給導路（１４，１５）が溶融分配ブロック（２）内に形成されている、請求項９又は１０記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１２】
接続部（９）が溶融分配ブロック（２）の下部分（８）内に配置されている、請求項１１記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１３】
紡績ポンプ（１）が歯車分配ポンプとして構成されており、溶融分配ブロック（２）の上部分（７）が紡績ポンプ（１）の領域で、ポンプ歯車が接触する平面（１６）を有している、請求項９から１２までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１４】
分配導路（１３）の１つの内部横断面が、分配導路の長さに亘って一定である、請求項１から１３までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１５】
溶融導路（１３，１０，１１）の長さが、紡績ポンプ（１）と紡績ノズル（３）との間で一定である、請求項１から１４までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【請求項１６】
溶融通路（１０，１１）が分割接合部（１２）に対して横方向に延びている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のスピン・ダイマニホルド。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の形式の複数の合成糸を紡績するためのスピン・ダイマニホルドに関する。
このような形式のスピン・ダイマニホルドは、アメリカ合衆国特許第４０３５１２７号明細書から公知である。この場合、溶融分配ブロックに多数の紡績ノズルが列を成して配置されている。各紡績ノズルは溶融導路を介して、同様に溶融分配ブロックに固定されている紡績ポンプに固定されている。溶融導路はほぼ、一平面内に配置されている湾曲管によって形成されている。この場合、程度の差こそあれ著しく湾曲した湾曲管によって溶融導路の横断面が変化するという、問題が生ずる。しかしながら複数の糸を紡績するために、各紡績ノズルには量的及び質的に等価の溶融流が供給されねばならない。
アメリカ合衆国特許第５３５４５２９号明細書から、紡績ポンプと紡績ノズルとの間の溶融導路が溶融分配ブロック内のそれぞれ１つの孔によって形成されているスピン・ダイマニホルドが公知である。しかしながらこの場合、列を成して多数の紡績ノズルを配置した場合に紡績ポンプと紡績ノズルとの間の紡績導路の長さが異なるという、問題が生ずる。この場合別の欠点は、制作上必要な盲孔内に堆積物が生ずるということにある。
更に、アメリカ合衆国特許第３４９２６９２号明細書から、相前後して配置された多数のプレートから成る方形の紡績ノズルが公知である。この場合、プレートの分割接合部には、ノズル孔並びにノズル孔に接続される溶融チャンバが形成されている。分割接合部に形成される溶融チャンバはそれぞれ、プレート内の孔を介して溶融供給部に接続されている。この場合、相前後して位置するプレートの孔は通路を形成する。２つの異なるポリマー溶融物からファイバを製作するために、紡績ノズル内には第２の溶融通路が形成されていて、この溶融通路は平行な分割接合部の溶融チャンバに媒体を供給する。これによって、隣接する分割接合部のノズル孔に異なるポリマー溶融物を供給できる。しかしながら、相前後して配置されたノズル孔には１つもしくは２つの溶融導路を介してのみ媒体が供給されるので、溶融物の滞留時間に著しい差が生ずる。
従って本発明の課題は、冒頭に述べた形式のスピン・ダイマニホルドを改良して、溶融物を１つの紡績ポンプから多数の紡績ノズルに一様に分配することができ、これにより各紡績ノズルに質的及び量的に等価の溶融物が供給されるようにすることにある。
前記課題は本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴部分記載の特徴によって解決された。本発明の別の有利な構成は、その他の請求項に記載されている。
本発明によればスピン・ダイマニホルドは、圧力密に互いに結合されている２つの構成部分から成る溶融分配ブロックを備えている。両構成部分の間では分配導路は少なくとも部分的に溝によって形成されていて、この溝はそれぞれ、紡績ポンプに案内された溶融通路及び紡績ノズルの１つに案内された溶融通路に接続されている。これによって、それぞれの変向部において溶融導路の横断面が変化することはない。更に、溶融導路がほぼ一様な横断面を備える構造形式も可能である。従って、各紡績ノズルは同じ大きさの溶融流を得る。分配ブロック内に溶融導路を設けることによって、ブロックの高い質量に基づき溶融物内で高い温度不変性が得られるという、利点が得られる。この場合、構成部分間の分割接合部は、水平に又は垂直に形成できる。
請求項２の本発明による構成の利点は、構成部分の表面内に溝を設ける際に溶融通路と溝との間で流れ技術的に有利な移行部が形成される、ということにある。溝が一方の構成部分にのみ形成される構成は、方形の溝横断面の場合に特に有利である。
請求項３のスピン・ダイマニホルドの構成の利点は、溶融導路内に分割接合部が形成されない、ということにある。この場合、分配導路は部分的に管によって形成されていて、この管は溝内に嵌め込まれかつ極めて壁薄に構成されている。それというのも、管は圧力負荷された場合に構成部分によって支持されるからである。管の領域では、ギャップシールを形成するために構成部分の表面を適合させる必要はない。この場合、溝は表面の成形加工によって製作技術的に簡単に形成される。
請求項５のスピン・ダイマニホルドの別の構成の利点は、構成部分の表面が、不気密性を生ぜしめない不整性を有することができる、ということにある。このためにプレートは有利には、構成部分の基礎材料よりも軟質の材料で形成される。この場合溝はスロットとしてプレートの表面に又は貫通溝としてプレートに穿設できる。貫通溝の場合、貫通溝は構成部分の表面によって制限される。プレート表面のスロット状の溝の場合には、溝を両構成部分の間で互いに接続するために、孔が設けられる。
請求項６のスピン・ダイマニホルドの別の構成においては、面圧を増大するために少なくとも一方の構成部分の表面の１つの接触面が縮小される。これによって、分割接合部において高いシール作用が得られる。
請求項７のスピン・ダイマニホルドの別の有利な構成により、溶融流は紡績ポンプから紡績ノズルへの経路で９０度変向されずに済む。更に、溶融導路は紡績ポンプと紡績ノズルとの間で勾配を有する。従って、例えば紡績装置を遮断した場合、別の補助手段を用いずに、溶融物をスピン・ダイマニホルドから完全に流出させることができる。
有利にはほぼ３０度範囲の勾配が最適な流れ分布を生ぜしめることが明らかとなった。
流れ技術的に有利なプロセスを実現するために有利には、紡績ポンプが上部分にかつ紡績ノズルが下部分に固定されていて、この場合紡績ポンプが紡績ノズルに対してずらされて配置されていて、この紡績ノズルは例えば列を成して並べてスピン・ダイマニホルドに設けることができる。
請求項１１のスピン・ダイマニホルドの別の構成の利点は、スピン・ダイマニホルドの構造高さを最小にできる、ということにある。
この場合請求項１２のスピン・ダイマニホルドの構成は、紡績ポンプから出発する溶融通路間のピッチをできるだけ小さく維持するために、有利である。
特に、紡績ポンプが歯車分配ポンプとして構成されることによって、極めてコンパクトな構造形式が得られる。この場合、溶融分配ブロックの上部分における紡績ポンプの接触面は平面として形成されていて、この平面にはポンプ歯車が接触する。これによって、極めて安定したプレート構造が得られるので、極めて僅かな熱歪みに基づきポンプにおいて極めて小さな遊びひいては極めて高いシール作用が得られる。しかしながら、ポンプを中間プレートによってスピン・ダイマニホルドに固定することもできる。これによって、ポンプを完全なユニットとして使用することができる。
分配ブロック内の溶融導路は、溶融導路の長さに亘ってコンスタントな内部横断面を有している。従って、溶融流はほぼ全ての溶融導路において同じである。流れ技術的に有利なプロセスは、特に溶融導路の円形の内部横断面の場合に示される。しかしながら、著しい費用をかけずに横断面を楕円形、半円形、長方形、正方形等として形成することもできる。
紡績ポンプと紡績ノズルとの間の溶融導路の長さはほぼ同じであるので、溶融導路内での溶融物の滞留時間はほぼ同じである。紡績ポンプ並びに紡績ノズルに対する溶融導路の接続は、ほぼ垂直に延びる溶融通路によって行われる。これによって、流れ技術的に有利な流入並びに流出が保証される。
以下に図面に基づき本発明によるスピン・ダイマニホルドの構成を説明する。
第１図は、加熱ボックスを省いた本発明によるスピン・ダイマニホルドの第１実施例の概略図。
第２図は、第１図のスピン・ダイマニホルドの横断面図。
第３図は、溶融分配ブロックの上部分を示す図。
第４図は、溶融分配ブロックの下部分を示す図。
第５図は、第１図のスピン・ダイマニホルドの別の実施例の概略的な横断面図。
第６図は、別の実施例の概略的な横断面図。
第１図及び第２図では、スピン・ダイマニホルドの第１実施例の上部構造が概略的に図示されている。スピン・ダイマニホルドは、溶融分配ブロック２と、紡績ポンプ１と、多数の（この場合６個の）列を成して配置された紡績ノズル３とを有している。溶融分配ブロック２は、２つの構成部分、つまり上部分７と下部分８から構成されている。上部分７と下部分８とは、形状結合により互いに結合されている。この形状結合式の結合（図示せず）は、ねじ締結手段により行われ、この場合ねじ力は、圧力下の溶融物が分割接合部１２から漏出しないように、選ばれている。上部分７の表面には、紡績ポンプ１が固定されていて、この紡績ポンプは、駆動軸４を介して駆動装置に連結されている。紡績ポンプは、歯車分配ポンプとして構成されている（例えば国際公開第９４／１９５１６号明細書から公知）。第１図で図示の配置形式では、紡績ポンプ１のケーシングプレート６は、溶融分配ブロックの上部分に直接固定されている。従って、ケーシングプレート６の内部に配置されたポンプ歯車は、平面１６に接触するので、ポンプ歯車はポンププレート５と上部分７との間に配置されている。しかしながら、ケーシングプレート６と上部分７との間に中間プレートを配置することもできる。
上部分７内には、溶融通路１４，１５（第２図参照）を介して紡績ポンプに接続されている溶融接続部９が設けられている。溶融接続部９からは、例えば押出し機から供給された溶融物が紡績ポンプ１に搬送される。次いで紡績ポンプ１内で、溶融流が個々の部分流に分割される。ポンプ出口は、溶融分配ブロック２の上部分７内に孔として設けられている溶融通路１０によって形成されている。溶融通路１０は、上部分７と下部分８との間の分割接合部１２に達している。分割接合部１２においては上部分７及び下部分８の表面に分配導路１３が設けられている。各溶融通路１０は、前記分配導路１３のそれぞれ１つに連通している。従って全体として分割面１２において６つの分配導路１３が配置されている。分配導路１３は、分配導路がそれぞれ溶融通路の１つに接続されるように、分割接合部１２に配置されている。溶融通路１１は、孔として下部分８内に設けられかつ分配導路１３を紡績ノズル３の１つに接続する。
第２図で図示のように、分割接合部１２は傾斜平面内に位置している。従って、分配導路１３によって形成される溶融導路のそれぞれは勾配を有する。更に、溶融通路１０と分配導路１３との間の接続個所並びに溶融通路１１と分配導路１３との間の接続個所は、９０度より大きな角度（角度＞９０°）で構成されている。
本実施例では溶融分配ブロック２には、全体として６個の紡績ノズル３が列を成して並べて配置されている。紡績ノズル３の構造は同じである。紡績ノズルを受容するために、下部分８は付加部２０を有していて、この付加部２０にはノズルケーシング又はノズルポット１９が固定されている。この場合、付加部２０とノズルケーシング１９との結合は、例えばねじ山によって行われるので、ノズルケーシングは下部分８にねじ結合される。ノズルケーシング１９の底部にはノズルプレート１８が挿入されていて、このノズルプレート１８の前でノズルケーシング１９には、フィルタ２３を支持するフィルタプレート２２が配置されている。フィルタ２３と結合片２１との間には、可動なシールピストン２４及びシールリング２５が配置されている。この場合、シールピストン２４は遊びをもって摺動可能に案内されている。シールピストン２４は中央に、溶融通路１１に接続される接続孔３０を有している。
溶融通路１１を介してそれぞれの紡績ノズルには圧力下の溶融物が供給される。これによって、ノズルケーシングにおいて圧力が形成される。ノズルケーシング１９とシールピストン２４と間のギャップは、シール２５によってシールされる。この場合、シールピストン２４は上向きに押されるので、接続片２１は大きな面で付加部２０に接触する。これによって、セルフシール作用が保証される。
第２図で図示のように、溶融物は例えば押出し機から溶融接続部９を介して供給される。溶融接続部９は、紡績ポンプに対して側方に９０度だけずらして下部分８内に配置されている。この場合、溶融通路１４が溶融接続部９に連通している。溶融通路１４は下部分８を完全に貫通しているので、溶融通路１４は分割接合部１２に開口する。同じ高さで分割接合部１２において上部分７は溶融通路１５を有していて、この溶融通路１５は、上部分７を貫通しひいては紡績ポンプ１を下部分８の溶融通路１４に接続する。従って、溶融物の供給は分割接合部１２を介して行われる。これによって、ピッチ円上に位置する溶融通路１０のピッチは溶融物供給とは無関係であるので、溶融分配ブロックの極めてコンパクトな構造形式が得られる。供給時に９０度・変向を回避するために、溶融接続部９と溶融通路１４とは第２図で鎖線で図示のポジションを占めることもできる。第２図で図示の、溶融物の直角の変向は、分割接合部に対して垂直に構成部分内に設けられた、溶融通路１４，１５に合流する孔によっても補正することができる。
第３図では、上部分７の分割面が平面図で図示されている。この場合、段部２８によって上部分７の表面２７から隆起せしめられた分割面２６には、多数の溝１７（Nuten）が設けられている。溝１７は、溶融通路のそれぞれ１つの開口部で始まっている。溶融通路１０は、紡績ポンプ１のポンプ出口に対する接続部を成す。溝１７は分割面２６に、上部分と下部分とを結合した場合に溝端部が正確に溶融通路１１の開口部に整合するように、設けられている。この場合、例えばそれぞれ１つの溶融通路１０と溶融通路１１との間の溝の長さは同じに形成できる。溝１７は、機械的に又は成形により分割面２６に設けることができる。流れ技術的に有利な横断面として、溝は半円形の横断面で形成されている。しかしながら、あらゆる別の横断面形状も可能である。
第４図では、下部分８が分割接合部１２の平面図で図示されている。表面２７には同様に全体として６つの溝２９が穿設されている。表面２７における溝２９の配置は上部分７の分割面２６における溝１７の配置に合致している。従って、上部分７と下部分８とを結合することによって溝１７，２９により分配導路１３が形成される。この場合、上部分７と下部分８との結合は、分割接合部におけるメタリックなシールにより分配導路から分割接合部への溶融物の侵入が阻止されるように、行われる。
第４図で図示のように、溶融通路１４の出口は第３図の溶融通路１５の出口の高さに位置している。これによって同様に、上部分７と下部分８とを結合することによって両溶融通路１４，１５が接続される。同様に分割接合部におけるシールもメタリックに行われる。しかしながら、上部分７と下部分８との間に特殊なシールを設けることもできる。
第３図で図示の表面構成は例えば、第４図による下部分用の表面構成によって実施可能であるように、下側部分のためにも可能である。
上部分７と下部分８とは、例えばねじ締結により結合されて分配ブロックを形成する。
第５図では、分割された溶融分配ブロック２の別の実施例が図示されている。この場合、分割は水平平面内で行われる。分割接合部１２においては下部分７と上部分８との間で分配導路１３が形成される。分配導路１３は溝によって上部分７内に設けられる。紡績ポンプ１並びに紡績ノズル３の配置に関しては、第１図及び第２図の記載を参照されたい。第２図の配置形式とは異なって溶融接続部９は上部分７に設けられている。溶融接続部９は矢張り溶融通路１４，１５によって紡績ポンプに接続されている。この場合、溶融通路１４は溶融通路１０に対して直角に上部分に作孔される。
本発明によるスピン・ダイマニホルドの別の実施例は第６図に図示されている。この場合、溶融分配ブロック２は両構成部分７，８とから構成される。両構成部分７，８の間には、ほぼ垂直に方向付けられた分割接合部１２が形成される。この場合、構成部分７，８の間の分割接合部１２にはプレート３２が嵌め込まれる。構成部分７，プレート３２及び構成部分８は摩擦結合により互いに緊定される。溶融分配ブロックの上面で構成部分７，８に紡績ポンプ１が固定されている。この場合紡績ポンプは、中間プレート３３とケーシングプレート６とポンププレート５と駆動軸４とから構成されている。紡績ポンプ１は、中間プレート３３によって溶融分配ブロック２にフランジ結合されている。紡績ノズル３は分割接合平面において溶融分配ブロックの下面に配置されている。溶融導路は溝としてプレート３２に設けられている。この場合、溶融導路に対するポンプ出口の接続は、部分的にプレート３２に設けられた溝内に直接又は斜めに延びる溶融通路を介して行われ、この溶融通路は、分割接合平面の外側に位置するポンプ出口をプレート３２の分配導路に接続する。紡績ポンプに対する溶融物の供給は溶融接続部９を介して行われる。
第６図で図示の実施例では、分配導路はプレート３２内の溝によって形成されている。この場合、溝はプレート３２を貫通しかつ隣接する構成部分７，８の表面によって制限される。しかしながら、溝を部分的に構成部分７とプレート３２との間に及び構成部分８とプレート３２との間にスロット（Rillen）によって形成することもできる。
紡績ポンプ１、溶融分配ブロック２及び紡績ノズル３は、加熱ボックス（図示せず）内に収容されている。加熱ボックスは、内周壁及び外周壁を備えた中空体であってよい。両周壁は、加熱媒体、例えば加熱流体で充填されている密閉された中空室を形成している。この場合、内周壁は加熱すべき部分を取り囲んでいる。
本発明の前述の実施例は全て、溶融導路を簡単な形式で高い精度で製作できるという、利点を有している。これによって、全ての精紡部で一様な溶融特性を生ぜしめる分配溝の横断面及び長さを製作できる。更に、ユニット構造に基づき、加熱システムにおける温度差もしくは温度変動が溶融物にガイドに不都合な作用を及ぼさなくなる。
符号リスト
１  紡績ポンプ
２  溶融分配ブロック
３  紡績ノズル
４  駆動軸
５  ポンププレート
６  ケーシングプレート
７  上部分又は構成部分
８  下部分又は構成部分
９  溶融接続部
１０  溶融通路
１１  溶融通路
１２  分割接合部
１３  分配管路又は溶融導路
１４  溶融通路
１５  溶融通路
１６  平面
１７  溝
１８  ノズルプレート
１９  ノズルケーシング
２０  付加部
２１  結合片
２２  フィルタプレート
２３  フィルタ
２４  シールピストン
２５  シール
２６  分割面、表面
２７  表面
２８  段部
２９  溝
３０  接続孔
３１  接続孔
３２  プレート
３３  中間プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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