JPH08510513A - ジェットアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 有機溶剤中のセルロースの溶液を紡出するためのジェットアセンブリであって、長方形状の紡糸口金がハウジング（６，２０）内に取付けられ、その下面には断熱材の層（４０）か設けられると共に、周縁には加熱導管（３）が設けられてアセンブリ内での温度差を少なくしている。

Description

【発明の詳細な説明】 ジェットアセンブリ 本発明はジェットアセンブリに関し、特に適宜な溶剤中のセルロースの溶液か らセルロース製品を紡出するためのアセンブリに関する。 セルロースは、例えば米国特許第4,246,221号に記載されている方法によって 、第３アミンオキシド中に溶解される。この米国特許は参考として本明細書中に 組み込まれている。一旦セルロースがこの溶剤中に溶解された後、ドープと呼称 されるこの溶液を紡糸口金を通じて、エアギャップを経て水槽内に紡出するする ことによって、セルロース製品が製造される。このセルロース溶液は、代表的に は約１００〜１１０℃の高温で処理され、加熱状態で紡糸のために紡糸口金に供 給される。 セルロース溶液は粘稠であり、これを圧送するには１００〜２００バールもの 非常に高圧を必要とする。このような高圧の使用は、この溶液の紡出に使用され るジェットアセンブリが、（ドープ供給システムにおける圧力低下の結果として ）３０〜５０バールの操作圧力を受けることを意味する。ドープが冷たく、従っ て更に粘稠な始動時には、ジェットアセンブリは更に高い圧力を受ける。そのた め、ジェットアセンブリは、特にそれが大型で大きな力がかかる場合には、頑丈 な構造にしなければならない。実際に、ジェットはこれらの力に耐える必要があ る。 ステープルファイバとして使用するセルロースを製造する場合には、多数のセ ルロースフィラメントを同時に製造することが経済的に重要なことである。この ことは、不可避的に紡糸ジェットアセン ブリの大型化を招き、これに伴って押し出されるセルロースによって生じる圧力 は非常に高いものとなる。このような高い力に耐えることのできるジェットアセ ンブリを使用することが必要である。 本発明によれば、 （i）上端に外側に張り出したフランジを有し、少なくとも一つの紡糸孔が貫 通する下面を有する平坦な中央領域と、該平坦領域を取り囲む紡糸孔を含まない 下部周辺領域とを有する、ほぼ長方形状をなす紡糸口金と、 （ii）上端にセルロース溶液を導入する孔を有し、下部に環状把持面を有する トップハウジングと、 （iii）上向きの把持面を有する金属製の底部ハウジングと、 （iv）前記金属製底部ハウジングを加熱する加熱手段と、 （v）前記トップハウジングと底部ハウジングとを共に積極的に把持して、前 記紡糸口金を前記トップハウジングに密着させてシールする手段と、 （vi）前記底部ハウジングと、前記紡糸口金の下部周辺領域の外側部分の少な くとも一部とを横切って延在する断熱層とを具えた、 溶剤中のセルロースの溶液からセルロース製品を垂直に下向きに紡出するため のジェットアセンブリが提供される。 本発明は、 （i）次の構成を有する長方形状の紡糸口金と、 （a）水平な孔あきプレート （b）前記水平孔あきプレートの中央領域に設けられた複数の紡糸孔 （c）前記水平孔あきプレートを取り囲む外側フレーム （d）前記外側フレームと一体化された外側に張り出したフランジ （ii）金属製の加熱部材を具えた加熱手段と、 （iii）前記フランジに周囲に設けられた複数の機械的把持手段と、 （iv）少なくとも前記外側フレームと孔あきプレートの下面の一部を断熱的に被 覆するが、前記孔あきプレートの中央領域は被覆しない断熱手段とを具えた、 アミンオキシド溶剤中のセルロースの溶液を紡出するためのジェットアセンブリ も提供する。 前記加熱手段は、蒸気，熱水，オイル等の流体が流れる加熱導管であることが 望ましい。前記断熱材料は、前記紡糸口金の三辺のみの下側に設置されているこ とが好ましい。前記底部ハウジングは、熱媒用内部通路を有する支持体にボルト 止めされている。 添付の図面を参照して、本発明の実施例を説明する。 図１は、ジェットアセンブリの短軸に沿う断面図である。 図２は、図１の断面に垂直な、図１の部分の断面図である。 図３は、紡糸口金の斜視図である。 図４は、紡糸口金と断熱手段の底面図である。 図１は、断熱性のカバー１とフレーム２の中に設けられたジェットを示す。こ のフレーム２はスチール製の支持構造体から熱的に絶縁され、該フレームの周囲 に延在する孔３を有し、これを通って熱水、蒸気、オイル等の適宜な熱媒が流れ 、フレームの下端を加熱している。ジェットアセンブリを通って紡糸されるセル ロース溶液は、高温、例えば１０５℃でこのジェットアセンブリに供給されるの で、過剰な熱損失が生じたり、作業員の傷害が起こらないように、溶液を正しい 温度に維持する加熱を行うことが望ましい。 フレーム２には、ボルトやスタッド４，５によってトップハウジング６が固定 されている。このトップハウジングは上部分配チャンバ７を形成し、その中には 導入供給パイプ８が入り込んでいる。この導入供給パイプは、Ｏリング９とフラ ンジ１０とを具えている。 ロック用リング１１がトップハウジング６の頂面１２にボルト止めされてフラン ジ１０を固定し、前記導入供給パイプをトップハウジング上に保持している。適 宜なボルト又はスタッド１３，１４によって、リング１１をトップハウジング６ に固定している。 トップハウジング６の下面には、底部ハウジング２０が固定されている。一組 のボルト２１，２２が、トップハウジングと底部ハウジングとを共に固定するの に使用され、環状空間２３が積極的なストッパを形成して、トップハウジングと 底部ハウジングとの間に所定の距離を設定している。 底部ハウジング２０は、上向きの環状表面２５を有する内側に突出したフラン ジ部２４を有する。このトップハウジング６は、下向きの水平な環状把持面２６ を有する。 前記面２５と２６の間には、紡糸口金、ブレーカプレート及びフィルタアセン ブリが把持されている。図３に斜視図で示されているこの紡糸口金は、外側を向 いたフランジ部２９を一体的に組み込んだ、基本的にシルクハット型断面をなす 上向きの周壁２８を具えた、平面図で長方形をなす部材からなる。この紡糸口金 は複数の孔あきプレート３０，３１，３２を有し、該プレートには多数の紡糸孔 が設けられ、これを通じてアミンオキシド中のセルロースの溶液が紡糸・押し出 しされて、フィラメントを形成するようなっている。 前記フランジ２９の上面にはガスケット３５が設置されている。ガスケット３ ５の上部には、フィルタエレメント３７を支えるのに用いられる孔あきプレート ３６が設置されている。このフィルタエレメント３７は焼結金属で作られ、この 焼結金属が細かい孔サイズを有する場合には、使用時の該フィルタの前後の圧力 低下によってフィルタが破壊されることがある。ブレーカプレート３６は、使用 時にこのフィルタを支えるのに使用される。フィルタのいずれかの 側の一対のガスケット３８，３９によって、底部ハウジングの上向き面２５とト ップハウジングの下向き面２６との間に設けられるアセンブリが完成する。この アセンブリをボルト２１，２２によって一体的に把持することによって、紡糸口 金、ブレーカプレート及びフィルタは積極的に所定位置に保持される。 底部ハウジング２０の下には、平面図で長方形状をなす環状断熱リング４０が 設けられている。この環状断熱リングは、底部ハウジング２０の底面４１の下方 に延びる壁２８の全周にわたって延在している。紡糸口金の一つの長辺には、こ の断熱リング４０から一体的に突出した部分４２が設けられ、周壁２８の長壁部 分４３の下側に延在している。前記断熱リング４０は、周壁２８の他方の長辺部 分４１には一体的突出部分４２を持たないが、リング４０の該部分の底面４４は 、紡糸口金の周壁２８の前記部分４１の面４６と同じ平面内にある。 図２に更に判り易く示されているように、ねじ（図示しない）によって底部ハ ウジング２０の下面に固定されている断熱リング４０は、紡糸口金の周壁２８の 短辺部分５２，５３の底面を覆って突出する一体的突出部分５０，５１を有する 。 図３は、ジェットアセンブリに組み込まれる紡糸口金の斜視図を示す。符号６ ０で示されるこの紡糸口金は、壁２８と一体的な外側フランジ２９を有する。こ の紡糸口金が長方形をなすことは図３の斜視図に明瞭に示されている。紡糸口金 の短軸は図１の断面図に示され、長軸は図２の断面図に示されている。６枚の孔 あきプレート６１が紡糸口金の底部に溶接され、その中の３枚３０，３１，３２ が図１の断面図に見えている。これらのプレートは実際には紡糸孔が設けられ、 これ通じてセルロース溶液が押し出される。この紡糸口金は単一の平面内の下面 を有し、アミンオキシド中のセルロース の高温溶液を紡糸する際に受ける高い押し出し圧力に耐えることができる。 図４は紡糸口金の底面図であり、環状断熱部材４０の位置を示す。Tufnol（商 標）等の樹脂含浸布帛材料で作られたこの断熱層は、紡糸口金の三辺の周壁２８ の下部の下に突出している。下から見ると、辺６２，６３，６４においては、周 壁２８の下部は符号４２，５０，５１で示される断熱部材の突出部分によって隠 されて見えない。しかし、第４辺６５においては、紡糸口金６０の周壁２８の下 部６６が断熱被覆されておらずに露出されている。このように、この断熱リング は紡糸口金を実質的に完全に取り囲み、紡糸口金の周壁の三辺の下方に延在して いる。 ブレーカプレート３６はテーパ状の孔６７を有し、フィルタエレメント３７の 良好な支持体を構成すると共にジェットアセンブリを通る粘稠なセルロース溶液 の流れを円滑化している。一方、ブレーカプレート３６は、内部支持部材６８， ６９，７０の上縁に支持されている。この内部支持部材の上縁は、各孔あきプレ ートの上方の入口面積が等しくなるように該部材の中心線から偏っていてもよい 。 ハウジング及び／又はブレーカプレート３６の面２５，２６は、図２に示すよ うな小さな凹部８０を有し、上下ハウジングを保持するボルトが締め付けられた 時に、ガスケットが該凹部内に押し込まれてシールが完璧になるように構成され ている。上下ハウジングの間にＯリング８４が設けられ、上下ハウジング間、ブ レーカプレートとフィルタアセンブリの間の主たるシールに事故が生じた時の第 ２シールとして作用するようにしている。 このようにして、本発明のジェットアセンブリは、フィルタの上流側の圧力が ５０〜２００バールの範囲にあり、ダイの表面の内側 における圧力が２０／１００バールの範囲にある粘稠な高圧セルロース溶液を取 り扱うことが可能である。フィルタ自体は作動中に大きな圧力低下を生じさせる 。 本発明のアセンブリは好適な熱の経路も提供し、紡糸セル内のドープの温度を 押し出しの目的のための理想的な紡糸温度に近く維持することができる。底部ハ ウジング２０は、上を向いた環状面２５を介して紡糸口金にしっかりと積極的に 接触している。同様に、底部ハウジング２０は、ボルト４，５によって、外側に 突出したフランジ部８２に形成された下向き面８１を介してフレーム部材２２に ぴったりと保持されている。この面８１はハウジング２の上向き面８３に積極的 に接触している。 面８３の直下に加熱チューブ３の形の加熱エレメントを設けることにより、該 チューブ３の熱媒から紡糸口金への熱の直接流路が形成されている。熱は、前述 のように取付けねじ４，５によって積極的に接触するように保持されている面８ ３，８１を介して流れることが判るであろう。次いで、熱は面２５とフランジ２ ９を経て紡糸口金の壁２８に流れる。 添付図面に示したタイプのアセンブリは、常温下にある工場で通常は組み立て られる。このようにして、ねじ２１，２２を締め付けることによって、上下ハウ ジング、紡糸口金、ブレーカプレート及びフィルタプレート・アセンブリが組み 立てられる。紡糸口金を底部ハウジング２０に組み込むためには、周壁２８と底 部ハウジング２０の内部の孔との間に充分な間隙を設けて、紡糸口金を挿入・取 外しできるようにする必要がある。使用時には、このアセンブリは１００℃に加 熱されることも判るであろう。加熱と内圧との組合せにより、アセンブリは不規 則に膨張する。このことは、底部ハウジングの下部から側方へ水平方向に周壁２ ８の側面への直接の熱移転 に依存することが不可能なことを意味している。 同じようなことが、フレーム２の加熱された下部から底部ハウジング２０の側 壁への水平方向の直接熱移転にも言える。しかし、面８１，８３等の面同士を積 極的に把持することによって、孔３内の媒体から熱を紡糸口金に移転させる積極 的なルートが提供される。熱水，蒸気，加熱オイル等の適宜な熱媒が前記孔３を 流れている。 作業員に対する安全の点からは不要であるが、下部断熱部材４０を設けること によって、高温のセルロース溶液自体からの熱が孔３からジェットアセンブリへ 流れる際に、底部ハウジングの底面から逃げることがなくなる。 紡糸セルの構成部品は、それを通過する溶剤溶液に耐える材料で作製される必 要があることは容易に判るであろう。こうして、例えば、紡糸口金はステンレス 、又はそれが適する場合には鋳鉄の鋳物で作られる。ガスケットはＰＴＦＥで作 られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，Ｔ Ｔ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 キグレー，マイケル コリン イギリス国，メリデン シーブイ５ ９キ ューエイチ，ボンビル クローズ 41 (72)発明者 ヘイハースト，マルコム ジョン イギリス国，コベントリー シーブイ３ ２エヌピー，ブリッジエイカー ガーデン ズ 90 (72)発明者 セラーズ，アラン イギリス国，サウス ハンバーサイド デ ィーエヌ19 ７エヌエヌ，ゴックスヒル, トリニティー クローズ ２ (72)発明者 オーエンス，アラン イギリス国，ニュニートン シーブイ11 ６ジージー，ホレストン グランジ，ニュ ーリン クローズ 22 (72)発明者 マクドナルド，ジャクリーン フェイ イギリス国，コベントリー シーブイ２ １アールエス，ヘンリー グリーン，ブリ アリー ロード 26 (72)発明者 ドレイパー，ラルフ イギリス国，コベントリー シーブイ６ ４ジーゼット，ナンツ レーン 103

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（i）上端に外側に張り出したフランジを有し、少なくとも一つの紡糸孔 が貫通する下面を有する平坦な中央領域と、該平坦領域を取り囲む紡糸孔を含ま ない下部周辺領域とを有する、ほぼ長方形状をなす紡糸口金と、 （ii）上端にセルロース溶液を導入する孔を有し、下部に環状把持面を有する トップハウジングと、 （iii）上向きの把持面を有する金属製の底部ハウジングと、 （iv）前記金属製底部ハウジングを加熱する加熱手段と、 （v）前記トップハウジングと底部ハウジングとを共に積極的に把持して、前 記紡糸口金を前記トップハウジングに密着させてシールする手段と、 （vi）前記底部ハウジングと、前記紡糸口金の下部周辺領域の外側部分の少な くとも一部とを横切って延在する断熱層とを具えた、 溶剤中のセルロースの溶液からセルロース製品を垂直に下向きに紡出するため のジェットアセンブリ。 ２．（i）上端に外側に張り出したフランジ（２９）を有する垂直方向の外壁 を具えた長方形状の紡糸口金であって、次の構成を有するものと、 （a）前記外壁は内部空間を規定し、 （b）前記内部空間には少なくとも一つの垂直方向の支持部材（６８〜７０） が設けられて、前記紡糸口金を貫通する垂直方向の複数の開口を規定し、 （c）前記各開口の底部にはそれぞれ一つずつの開口プレート（３０〜３２） が溶接され、該開口プレートはこれを貫通する複数の紡糸孔を有すると共に、そ の全周を溶接され、 （d）前記開ロプレート、少なくとも一つの前記内部支持部材、及び前記外壁 の下面は、同一の水平面内に存在する。 （ii）前記紡糸口金の外側に張り出した前記フランジ（２９）の下に設けられた 部分を有する底部ハウジング（２０）と、 （iii）セルロース溶液を受容し紡糸口金に供給する通路を形成するチャンバを 構成し、下向きの環状把持面を有するトップハウジング（６）と、 （iv）紡糸口金の上部を横切って延在し、前記チャンバからのセルロース溶液を 紡糸口金に供給するための複数の紡糸孔を具えた、フィルタ支持体（３６）と、 （v）前記フィルタ支持体（３６）の上方に設置され、該フィルタ支持体によっ て支持されているフィルタ（３７）と、 （vi）前記フィルタ支持体の周縁と前記紡糸口金の外側上面との間に設けられた 環状ガスケット・シール手段（３５）と、 （vii）前記トップ及び底部ハウジング（６，２０）を共に把持して、その間に 紡糸口金のフランジとフィルタを把持する把持手段（２１，２２）と、 （viii）外側に張り出したフランジを介して紡糸口金の側壁に熱を供給する加熱 手段（３）と、 （ix）紡糸口金の下方部分を取り囲んで、少なくとも一つの長辺と二つの短辺の 少なくとも一部に、底部ハウジングの下面の少なくとも一部を横断して延在する と共に、フレームによって形成された紡糸口金の下面の少なくとも一部の上方に 延在する断熱材料の層（４０）とを具えた、溶剤中のセルロースの溶液からセル ロース繊維を垂直方向に下方に紡出するためのジェットアセンブリ。 ３．（i）次の構成を有する紡糸口金と、 （a）水平な下面 （b）前記水平下面に設けられた複数の紡糸孔 （c）前記下面の周縁を取り囲む上向きの金属壁（２８） （d）前記上向き壁は前記溶液を通過させるための内部チャンバを規定し、 （e）前記上向き壁の上端に設けられた外側に張り出したフランジ（２９） （ii）前記溶液を前記紡糸口金に供給するための供給ラインと、 （iii）前記供給ラインと前記紡糸口金とを接続する上部ハウジング（６）と、 （iv）前記紡糸口金と前記上部ハウジングとを接続する手段と、 （v）前記紡糸口金の少なくとも一部を取り囲み、前記紡糸口金の下縁と下面の 少なくとも一部を断熱被覆する断熱材（４０）と、 （vi）前記トップハウジングにボルト止めされ、両者間に紡糸口金を把持してい る底部ハウジング（２０）を介して前記紡糸口金を加熱する前記紡糸口金用の加 熱手段とを具えた、アミンオキシド溶剤中のセルロースの溶液を紡出するための ジェットアセンブリ。 ４．前記加熱手段が流体で充満した加熱導管（３）を具えていることを特徴と する請求項１，２又は３に記載のジェットアセンブリ。 ５．前記流体が蒸気、熱水又はオイルであることを特徴とする請求項４に記載 のジェットアセンブリ。 ６．前記断熱材（４０）が、前記紡糸口金の三辺の下のみに設置されているこ とを特徴とする請求項３に記載のジェットアセンブリ。 ７．前記底部ハウジング（２０）が支持体にボルト止めされ、該支持体は加熱 媒体用の内部通路を具えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のジェッ トアセンブリ。 ８．（i）次の構成を有する長方形状の紡糸口金と、 （a）水平な孔あきプレート （b）前記水平孔あきプレートの中央領域に設けられた複数の紡糸孔 （c）前記水平孔あきプレートを取り囲む外側フレーム （d）前記外側フレームと一体化された外側に張り出したフランジ （ii）金属製の加熱部材を具えた加熱手段と、 （iii）前記フランジに周囲に設けられた複数の機械的把持手段と、 （iv）少なくとも前記外側フレームと孔あきプレートの下面の一部を断熱的に被 覆するか、前記孔あきプレートの中央領域は被覆しない断熱手段とを具えたこと を特徴とする、アミンオキシド溶剤中のセルロースの溶液を紡出するためのジェ ットアセンブリ。 ９．前記機械的把持手段がボルトである請求項８に記載のジェットアセンブリ 。