JPH04272210A - 静的混合装置 - Google Patents

静的混合装置

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JPH04272210A
JPH04272210A JP3304890A JP30489091A JPH04272210A JP H04272210 A JPH04272210 A JP H04272210A JP 3304890 A JP3304890 A JP 3304890A JP 30489091 A JP30489091 A JP 30489091A JP H04272210 A JPH04272210 A JP H04272210A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粘性のある材料、例えば
溶融状態の重合体または重合体の溶液の単一の流れを均
一化、すなわち混合して材料の組成成分をさらに均一化
し、または粘性のある材料の２つまたはそれ以上、例え
ば２つの異なる溶融状態の重合体または異なる重合体の
溶液を組合せて単一の実質的に均一な流れになす静的混
合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この技術分野でインラインミキサーと称
されている静的混合装置は、通常運動部分を含まないで
、移動する流れを静止部材に当るように指向させ、この
静止部材が流れを捩って切断し、またはチャンネルまた
は管を通るように強制するようになされている公知の混
合装置の範疇を構成している。静的混合装置内における
流れの多くの副分割及び再組合せ作用は流れを均一化し
、または混合させるのであって、混合物の均一性の程度
は種々の要因、主として静的混合装置の設計および配列
状態および混合装置内における作動工程段階の数によっ
て決定されるのである。
【０００３】ファイバー製造工業においては、種々の製
造作業に関連して静的混合装置が広く使用されている。 従って、例えば溶融物または溶液の紡糸作業において、
静的混合装置は１つまたはそれ以上の粘性のある重合体
または紡糸溶液（ドープ）の流れを均一化し、または２
つまたはそれ以上のこのような流れを緊密に混合して均
一な流れを形成させ、この流れが次に紡糸口金を通るよ
うに指向されてフィラメントを形成するように使用され
ることができる。静的混合装置の特徴をなす紡糸組立体
を示すものには米国特許第２，８１５，５３２号、第３
，４５８，９００号、第３，７０１，６１９号、第３，
９６８，３０７号、第４，１３４，９５４号、第４，１
９７，０２０号、第４，３０７，０５４号および第４，
４１４，２７６号に記載されているようなものがある。
【０００４】フィッツゼラルドその他による「二成分フ
ァイバーの混合流の紡糸」（Ｍｉｘｅｄ−Ｓｔｒｅａｍ
　　Ｓｐｉｎｎｉｎｇ　　ｏｆ　　Ｂｉｃｏｍｐｏｎｅ
ｎｔ　　Ｆｉｂｅｒｓ）、テキスタイル・リサーチ・ジ
ャーナル、第３７巻、第６号、第４４７−４５３頁、１
９６７年６月は二成分アクリルファイバーの製造に使用
される紡糸溶液の合流装置（ｄｅｖｉｃｅ　　ｆｏｒ　
　ｍｅｒｇｉｎｇ　　ｓｐｉｎｎｉｎｇ　　ｓｏｌｕｔ
ｉｏｎ）を記載している。この合流装置はプレート組立
体により構成されていて、この合流装置においては、種
々のチャンネルおよびオリフィスのパターンを有する合
流プレートが間隔プレートと互い違いに交互に配置され
るようになっている。この合流装置は２つの紡糸溶液の
真の混合作用は行わないで、その名称「合流」が示す通
り、溶液をその界面に沿って組合せて最終的に二成分フ
ィラメント、すなわちヘテロフィラメント（ｈｅｔｅｒ
ｏｆｉｌａｍｅｎｔ）を形成するのである。２つの紡糸
溶液におけるファイバー形成重合体は紡糸されたファイ
バー内にそれぞれその別々の独自性を保持し、その際に
これらのファイバー形成重合体がシース／コア内に配置
され、または互いに側部が接するパターンをなして配置
されるようになっている。従って、フィッツゼラルドそ
の他の合流装置は技術的に言えば静的混合装置ではない
のである。このような紡糸溶液の合流は行うが、均一化
または混合は行わないような他の装置は米国特許第３，
４５７，３４２号および米国特許第３，４６９，２７９
号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的は
１つまたはそれ以上の流体の流れの均一化を行うための
基本単位構造（ｍｏｄｕｌａｒ　　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ
ｉｏｎ）の静的混合装置を提供することである。
【０００６】本発明の特別な目的は、就中比較的薄い混
合プレートの積重ねられた配列体によって作られて、こ
のように組立てられたユニットが公知の通常の等価的な
混合能力のあるユニットよりも占有場所が小さいような
静的混合装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】上述の目的およびその他の
利点は、主方向から指向される１つまたはそれ以上の流
体の流れを受入れるチャンネルを有する第１のプレート
を含み、これらのチャンネルが前記第１のプレートによ
って受入れられた流体の流れを分割し、これらの分割さ
れた流体の流れを前記流れの前記主方向に対して垂直な
方向に指向させるようになす本発明の静的混合装置によ
って達成されるのである。前記第１のプレートのこれら
のチャンネル内に形成される多数の出口孔は、流体が前
記流れの主方向へ流れることによって流過し得る開口を
与えるのである。
【０００８】前記第１のプレートの次に隣接して、この
プレートに平行になされている第２のプレートは前記第
１のプレートの出口孔から出て来る、流れの主方向に指
向される流体の流れを受入れるチャンネルを有する。第
２のプレートのこれらのチャンネルは受入れられた流体
の流れを分割し、これらの分割された流れを前記流れの
主方向に大体垂直な方向に指向させるのである。この第
２のプレートの多数の出口孔は流れが主方向へ流れるこ
とによって流過し得る開口を与えるのである。第２のプ
レートの出口孔は第１のプレートの出口孔から位置をず
らされている。
【０００９】本発明の混合装置は基本単位構造（ｍｏｄ
ｕｌａｒ　　ｉｎ　　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）にな
され、一連の上述のようなプレートを含み、それぞれの
プレートは、このプレートに流体を受渡すプレートの出
口孔から位置をずらされた出口孔を有するのが望ましい
。
【００１０】
【実施例】以下、本発明をその図解的な実施例を示す添
付図を参照してさらに詳しく説明する。しかし、本発明
は多くの異なる形態に具体化することができ、本発明が
ここに示された特定の実施例に制限されると考えてはな
らない。反対に、本出願人は、ここに示した説明が完全
なもので、当業者に本発明の範囲を充分に伝えるために
これらの実施例を示したのである。
【００１１】さて、図を参照し、図１は重合体入口ブロ
ック１２、計量または分配プレート１４および紡糸口金
すなわち出口ブロック１６を含む通常の紡糸口金組立体
を示している。本発明による静的混合装置は混合プレー
ト２０ａ、２０ｂおよび２０ｃを含んでいる。
【００１２】これらの混合プレート２０ａ、２０ｂおよ
び２０ｃはそれぞれ隆部分すなわち島部２４ａ、２４ｂ
、２４ｃを形成するチャンネル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ
を含んでいる。出口孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃがそれぞ
れ１つのプレートから次のプレートに材料が通過するの
を可能にしている。
【００１３】混合プレート２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ
は例えば軟鋼、不銹綱、真鍮またはアルミニウムのよう
な何れの適当な材料からも製造することができる。混合
プレートおよびチャンネルおよび出口孔は例えばダイ切
断、穿孔、パンチ加工、スタンプ加工、エッチング加工
、機械加工またはモールド成形、またはこれらの組合せ
のような何れの適当な製造技術によっても形成されるこ
とができる。
【００１４】混合プレートの全体寸法は著しく変化でき
る。一般に、種々の混合プレートは互いに、およびまた
混合プレートに隣接する紡糸口金組立体の構成要素と同
じか、または実質的に同じ平面寸法を有するのである。 若干の例においては、紡糸口金プレートは長さが０．３
０５ｍ　の数倍（数フィート）の大きさになすことがで
き、さらに典型的には、紡糸口金プレートの寸法および
それぞれの混合プレートの寸法は長さが５．０８から３
０．４８ｃｍ（２．０から１２．０ｉｎ）までの範囲で
、幅が２．５４から２０．３２ｃｍ（１．０から１２．
０ｉｎ）までの範囲になし得る。混合プレートの厚さは
互いに同じか、または異なるようになすことができ、０
．３８から１２．７ｍｍ（０．０１５から０．５ｉｎ）
までになすことができ、混合プレートの厚さは０．３８
から２．５４ｍｍ（０．０１５から０．１ｉｎ）までの
間になすのが望ましい。混合プレートのチャンネルの深
さもまた混合プレート自体の厚さに関係して変化できる
。チャンネルの深さは通常混合プレートの厚さの約２０
％から約８０％になされるのである。チャンネルの寸法
は過大な圧力降下を阻止して組立体に対する漏洩または
損傷を回避するように選ばれなければならない。
【００１５】本発明の静的混合装置が組立てられる時に
は、混合プレート２０ａ、２０ｂおよび２０ｃが積重ね
られて、互いにおよび他の紡糸口金組立体の構成要素と
緊密な嵌合関係にともに保持されるようになされるので
ある。その結果、混合プレート２０ｂの隆起した島部２
４ｂが混合プレート２０ａに封止状態で接触し、隆起し
た島部２４ｃが混合プレート２０ｂに封止状態で接触す
るようになされるのである。当業者には、本発明の静的
混合装置が紡糸口金組立体内の多くの位置に配置できる
ことが理解されるところである。図１に示されるように
、この静的混合装置は直接に紡糸口金または出口プレー
ト１６の上流側に配置されることができる。これと異な
り、計量、すなわち分配プレートが静的混合装置および
紡糸口金プレートの間に配置されるようになすこともで
きる。
【００１６】組立てられた時に、何れの２つの次に隣り
合う混合プレートの出口孔も互いに位置をずらされてい
なければならない。次に隣り合う混合プレートの出口孔
が互いに位置をずらされるようになすことは所与の混合
程度を達成するのに必要なプレートの数を最少限になす
のを助けるのである。このようにして、図２に最もよく
示されるように、混合プレート２０ａの出口孔２５ａ（
破線で示されている）はプレート２０ｂの出口孔２５ｂ
とは整合していない。プレートの積重ね体の中で特に離
隔されている混合プレートの出口孔は整合されても、ま
たは位置をずらされていてもよい。例えば、混合プレー
ト２０ｃの出口孔２５ｃが混合プレート２０ａの出口孔
２５ａに整合されるか、または位置をずらされているか
は重要ではないのである。
【００１７】混合プレートを互いに、また紡糸口金組立
体の構成要素と正確に整合させて静的混合装置および紡
糸口金組立体を緊密な嵌合関係に保持するために何れの
適当な装置も使用できる。従って、例えば混合プレート
およびその他の紡糸口金組立体の構成要素は一連の等間
隔に間隔をおかれた開口を含み、これらの開口が端部ま
で挿通される整合ボルトまたはロッドを収容する貫通路
に形成し、これらのボルトまたはロッドが錠止めナット
を受入れて組立体をともに保持するようになされること
ができるのである。
【００１８】通常の型式のファイバー紡糸作業において
は、紡糸される重合体またはその他の材料が重合体入口
ブロック１２の入口１１に供給され、最終的に紡糸口金
プレート１６のオリフィス１７を通って排出される前に
多数のプレートを通されるのである。入口ブロックおよ
び紡糸口金プレートの間の大体の方向は以下において矢
印「Ａ」により示される「流れの主方向」として示され
る。一般的に言って、この「流れの主方向」は内部にチ
ャンネルを形成された混合プレートに実質的に垂直でこ
れらの混合プレートの面に向く方向である。
【００１９】重合体は入口ブロック１２から分配プレー
ト１４に通される。次に重合体は分配プレート１４の開
口１５を通されて混合プレート２０ａのチャンネル２２
ａに受入れられる。重合体が混合プレート２０ａに接触
すると、重合体は流れの主方向には流れないで、今度は
この流れの主方向に実質的に垂直な方向に流れるように
なされる。重合体はチャンネル２２ａを通り、隆起した
島部２４ａによって方向を決められて出口孔２５ａに向
って流れる。重合体が出口孔２５ａを通過すると、重合
体は再び流れの主方向に流れるようになる。分配プレー
ト１４の単一の開口１５からの流れは通常さらに小さい
分割された流れに分割されて、混合プレート２０ａの多
数の出口孔２５ａに指向される。多数の重合体の流れが
分配プレート１４の開口１５から生じ、それぞれの流れ
が小さい分割された流れに分割されるのである。１つの
開口からの分割流は他の開口からの流れによって生じる
分割流に衝突し、特に何れの混合プレートの出口孔を通
過する時にも種々の開口からの分割流が互いに組合され
て、混合プレートのチャンネル内で所望の混合作用を生
じさせるのである。
【００２０】混合プレート２０ａの出口孔２５ａを通過
する重合体の流れは混合プレート２０ｂのチャンネル２
２ｂによって受入れられる。重合体が混合プレート２０
ｂに接触すると、重合体は再び流れの主方向から反らさ
れて、チャンネル２２ｂを通って流れの主方向に大体垂
直な方向に出口孔２５ｂに指向されるのである。再びこ
こで、混合プレート２０ａの出口孔２５ａを通るそれぞ
れの重合体の流れが混合プレート２０ｂに接触して分割
流に分割される。多数の出口孔２５ａからの種々の分割
流は互いに衝突して所望の混合作用を生じるのである。 従って、例えば図２に破線によって示されるように、出
口孔２５ａ、２５ａ’および２５ａ”を通る重合体の流
れの一部分がともに出口孔２５ｂを通過することによっ
て混合されるのである。
【００２１】本発明の静的混合装置により得られる混合
程度は使用される混合プレートの数および混合プレート
の出口孔の数および形状に関係する。例えば、図１に「
Ｐ」で示された破線により示されるように、分配プレー
ト１４の開口１５’によって生じる重合体の単一の流れ
は混合プレート２０ｂによって生じる重合体の少なくと
も５つの異なる流れになるように混合されるのである。 第３のプレート２０ｃを附加することによってさらに良
好な混合作用が得られ、または混合プレート２０ｂの出
口孔２５ｂから出て来る５つの流れが７つの流れに分割
され、これらの流れが混合プレート２０ｃの出口孔２５
ｃを通過することによって証明されるのである。従って
、比較的少ない数の、薄いプレートを使用することによ
り、重合体が流れの主方向に僅かな距離しか流れないで
も大なる混合作用が得られるのである。静的混合装置を
形成する混合プレートの数は制限がないと考えられるが
、しかし若干の点において、破線される圧力降下が不当
になる恐れがある。従って、静的混合装置は２つから２
０の間の混合プレートを含むのが望ましい。最も望まし
いのは、静的混合装置が３つから１０までの混合プレー
トを含むことである。
【００２２】本発明を唯１つの流体の混合に関して説明
したが、単に１つよりも多い数の組成成分を入口ブロッ
ク１２または分配プレート１４の何かに供給することに
よって２つまたはそれ以上の流体がともに混合されるよ
うになし得ることが理解されなければならない。
【００２３】上述の説明は本発明を制限するものではな
く、図解的なものであって、特許請求の範囲の等価物の
意味および範囲に入る修正は本発明に広く包含されると
考えなければならない。
【００２４】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、比較的薄い混合プレートの積重ねられた配列体によ
って作られて、組立てられたユニットが公知の通常の等
価的な混合能力のユニットよりも占有場所が小さくなさ
れた１つまたはそれ以上の流体の流れの均一化を行う基
本単位構造の静的混合装置が提供されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】紡糸口金組立体の場合における本発明の混合装
置の分解斜視図。
【図２】本発明の混合プレートの概略的説明図。
【符号の説明】
１２　　重合体入口ブロック １４　　分配プレート １６　　紡糸口金すなわち出口ブロック１７　　オリフ
ィス ２０ａ　　混合プレート ２０ｂ　　混合プレート ２０ｃ　　混合プレート ２２ａ　　チャンネル ２２ｂ　　チャンネル ２２ｃ　　チャンネル ２４ａ　　隆起島部 ２４ｂ　　隆起島部 ２４ｃ　　隆起島部 ２５ａ　　出口孔 ２５ｂ　　出口孔 ２５ｃ　　出口孔

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　互いに隣接して積重ねられた多数のプ
    レートと、それぞれの前記プレートが主方向から指向さ
    れる１つまたはそれ以上の流体の流れを受入れるチャン
    ネルを有していることと、前記チャンネルが前記流体の
    流れを分割して、前記分割された流れを前記主方向に対
    して実質的に垂直な方向に向けさせることと、それぞれ
    の前記プレートが前記チャンネル内に形成される多数の
    出口孔を有し、これらの出口孔を通して前記主方向へ流
    れることによって前記流体が流過できることと、それぞ
    れの前記プレートの出口孔が次に隣接して積重ねられた
    何れのプレートにおける出口孔からも位置をずらされて
    いることと、を含んでいる静的混合装置。
  2. 【請求項２】　　２から２０までの間の積重ねられた前
    記プレートを含んでいる請求項１に記載された静的混合
    装置。
  3. 【請求項３】　　３から１０までの間の積重ねられた前
    記プレートを含んでいる請求項１に記載された静的混合
    装置。
  4. 【請求項４】　　前記積重ねられたプレート内の第１の
    プレートのチャンネルが少なくとも２つの異なる流体よ
    り成る多数の指向される流れを受入れる請求項１に記載
    された静的混合装置。
  5. 【請求項５】　　第１の方向からの１つまたはそれ以上
    の流体の流れを受入れるチャンネルを有する第１のプレ
    ートと、前記チャンネルが前記第１のプレートに受入れ
    られる流体の流れを分割し、分割された流れを前記主方
    向に対して実質的に垂直な方向に指向させることと、前
    記第１のプレートの前記チャンネル内に形成された多数
    の出口孔であって、前記主方向へ流れることによって前
    記流体がこれらの出口孔を流過し得るようになす前記多
    数の出口孔と、前記第１のプレートの次に隣接する第２
    のプレートと、前記第２のプレートが前記第１のプレー
    トの前記出口孔から指向される流体の流れを受入れるチ
    ャンネルを有することと、前記第２のプレートの前記チ
    ャンネルが前記第２のプレートに受入れられた流体の流
    れを分割し、この分割された流れを前記主方向に対して
    実質的に垂直な方向に指向させることと、前記第２のプ
    レートに形成された多数の出口孔であって、前記主方向
    へ流れることによって前記流体がこれらの出口孔を流過
    できるようになす前記多数の出口孔と、前記第２のプレ
    ートの前記出口孔が前記第１のプレートの前記出口孔か
    ら位置をずらされていることと、を含んでいる静的混合
    装置。
  6. 【請求項６】　　少なくとも２つの異なる流体より成る
    多数の指向される流れが前記第１のプレートによって受
    入れられる請求項５に記載された静的混合装置。
  7. 【請求項７】　　紡糸口金プレートによって１つまたは
    それ以上の粘性のある重合体の紡糸を行う前に前記重合
    体を混合する静的混合装置において、互いに隣接して積
    重ねられて前記紡糸口金プレートから上流側に配置され
    る多数のプレートであって、それぞれの前記プレートが
    主方向から指向される重合体の１つまたはそれ以上の流
    れを受入れるチャンネルを有し、前記チャンネルが重合
    体の流れを分割して、分割された流れを前記主方向に対
    して実質的に垂直な方向に指向させる前記多数のプレー
    トと、それぞれの前記プレートが前記チャンネル内に形
    成される多数の出口孔を有し、前記主方向へ流れること
    によって前記重合体がこれらの出口孔を通して流過でき
    、それぞれの前記プレートの前記出口孔が次に隣接して
    積重ねられる何れのプレートの出口孔からも位置をずら
    されていることと、を含んでいる静的混合装置。
JP3304890A 1991-01-18 1991-11-20 静的混合装置 Expired - Lifetime JP2891438B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/642,813 US5137369A (en) 1991-01-18 1991-01-18 Static mixing device
US642813 1991-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04272210A true JPH04272210A (ja) 1992-09-29
JP2891438B2 JP2891438B2 (ja) 1999-05-17

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ID=24578129

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3304890A Expired - Lifetime JP2891438B2 (ja) 1991-01-18 1991-11-20 静的混合装置

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US (1) US5137369A (ja)
EP (1) EP0495169B1 (ja)
JP (1) JP2891438B2 (ja)
DE (1) DE69107824T2 (ja)

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