JPS6350512A - フラツシユ紡糸網状繊維の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性ポリマーより成り、高度にフィブリ
ル化した網状フィラメント構造のフラッシュ紡糸繊維を
製造する方法に関するものであり、さらに詳しくはフラ
ッシュ紡糸繊維を連続して安定に製造する方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

連続した三次元網状フィラメントを得る方法は、フラッ
シュ紡糸技術として知られている。

該紡糸方法は、ポリマー及び溶剤から成る高温高圧の均
一な溶液を作成し、この溶液を低圧領域に放出すること
によって、高度にフィブリル化した三次元網状フィラメ
ントを得るものである。

そして、この紡糸方法において、溶剤は高温・高圧でポ
リマーを溶解でき、フラッシュ性を有する比較的低沸点
のものが選択される。また、これらは常温・常圧ではポ
リマーに対する溶解能を有しておらず、高温・高圧下で
始めてポリマーを溶解する。

従って、フラッシュ紡糸の原理は、高温・高圧の均一溶
液から、低圧領域への移行に伴なう溶液の構造変化及び
溶剤のフラッシュとポリマーの固化によって網状構造繊
維を発現させるものである。

それ故に、連続して安定に網状繊維を製造するためには
、ポリマーと溶剤から成る均一溶液からの紡糸が必須で
ある。

フラッシュ紡糸繊維を得るためのプロセスとして、特公
昭４２−１９５２０号公報に示される如く、撹拌装置を
有する耐圧容器にてポリマーを加熱・加圧し溶解して紡
糸する方法が回分式方法として公知である。そして、連
続して繊維を得る方法として、ＵＳＰ３，２２７，７９
４号肴に各種の紡糸プロセスが開示されている。即ち、
溶融ポリマーと溶剤を所定量スクリューミキサーに導入
した後に、撹拌機構を有する溶解槽にて溶解して紡糸す
る方法、ポリマー粉末と溶剤をスラリー状にして、バッ
フル付溶解槽に導き、溶解して紡糸する方法、あるいは
スラリーをスラリーポンプと配管とで溶解して紡糸する
方法等が公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの公知技術を用いてポリマーの均
一溶液を作成し、フラッシュ紡糸を行って網状繊維を連
続して製造する場合に、各種の問題点が存在しているこ
とが判明している。

公知技術を用いた場合、ポリマーの溶剤への溶解に長時
間装することが指摘される。この理由として、オートク
レーブ型の撹拌槽では、溶解に必要な強力な剪断力が働
かず、単に滞留時間を増すことによって溶解時間を長く
とり、この結果として均一なポリマー溶液を得ている。

従って大容量の容器を用いることが前提となり、必然的
に滞留時間が増し、且つ大容量であるため、容器内圧力
も２００ｍｇ／ｃｍ２・Ｇを越えることは極めて難しい
。

又パイプラインを用いて膨潤したポリマーを層流混合に
より溶解する場合は、溶解に必要な剪断力は流速差のみ
であり、極めて長大なパイプラインが必要となり、これ
は滞留時間の増大に繋がる。

又乱流混合を行う場合は、ポリマー溶液は３０〜１００
センチボイズ位の高い粘度を持っているため、極めて高
い流速が必要となり巨大なポンプを必要とし、現実には
実施困難であるー。

いずれにしても、フラッシュ紡糸に用いられる溶剤は、
常温・常圧ではポリマーを溶解してはならず、高圧・高
温にして始めてポリマーを溶解するものでなければなら
ない。フラッシュ紡糸において高温・高圧は必須であり
、従って従来の公知技術では必然的に滞留時間は増加し
、逆により高圧化には制限を受ける。

高温下にてポリマーが長時間系内に滞留すれば、これは
直ちにポリマーの劣化に繋がり、良好な網状繊維を安定
して得ることが出来ない。

ポリマーが高分子量となるとこの困難はますます増加し
、成る分子量を越えると事実上溶解しなくなる。

と云うのは、フラッシュ紡糸から網状ｍ維を製造するの
に際し、製品の強度・タフネス・各欅の耐性を考慮して
高分子量のポリマーを用いることが強く要望される。更
に、フラッシュ紡糸に於いては溶液として紡糸を行うた
め、通常の溶融紡糸では紡糸が困難な高分子量ポリマー
を用いることが可能である。むしろフラッシュ紡糸の有
用性は溶融紡糸困難な高分子量ポリマーを使用できて始
めていかんなく発揮出来る。

所が、従来公知の技術では、ポリマーの溶解は高分子量
になる程困難さが増し、フラッシュ紡糸の有用性を生か
した望ましい物性の網状繊維を連続的に安定して得るこ
とが出来ないという事態に至る。

このような事態に至る原因は、ポリマーと溶剤との親和
力にあると考えられる。即ち、フラッシュ紡糸はＵＳＰ
３．２２７．７９４号に示される如く、高温・高圧の均
一溶液を一部減圧オリフイスによって減圧した後、紡糸
ノズルから吐出させることによる溶液の構造変化と溶剤
のフラッシュ力、及びポリマー固化を利用した技術であ
り、ポリマーと溶剤の親和力は極めて重要な意味を有し
ている。このことからフラッシュ紡糸に用いる溶剤は、
常温・常圧ではポリマーを溶解させず、高温・高圧でポ
リマーと均一溶液を形成し得るものが選択される。

従って、フラッシュ紡糸に用いるポリマー／溶剤は高温
・高圧でなければ溶解し合わない系であり、そしてポリ
マーの重合度が大きくなる程溶解力が低下することも明
らかである。

連続して望ましい物性及び形態の網状繊維を得るために
は、紡出条件の適性化と共にポリマー／溶剤より成る均
一溶液の供給が必須である。特に高分子量ポリマーを用
いる場合、従来技術とは異なる技術が待望される。

従来技術のもう一つの大きな問題点として、混合・溶解
槽の撹拌軸がある。即ち、従来技術によると外部駆動源
によって駆動された撹拌槽によって均一なポリマー溶液
を得るか、もしくは長大なパイプラインを用いて長時間
を要して目的とするポリマー溶液を得るかしか方法がな
い。後者に関しては、強制混合がない為実用上価値のあ
る程度に高い分子量を持ったポリマーの実質的に均一な
溶液が得られない。

従って、前者の撹拌軸による方法の方が実用性があるが
、この方法も使用する装置に摺動部を含んでいるので、
ある一定態上の高圧にすることが出来ず、又特殊で高価
な摺動部のシールが必要である等の問題がある。

フラッシュ紡糸を行うポリマー／溶剤系は、高温・高圧
で溶液を形成し、しかもポリマーと溶剤間の親和力を有
効に働かすには同一温度においても圧力を高めれば高め
る程溶解は速くなり、円滑に均一ポリマー溶液が得られ
る。

これは、ポリマーの分子量に対しても同じであり、高分
子量になる程、その溶解には高圧を必要とする。所が従
来の方法ではこの摺動部のシールの問題から、高分子量
ポリマーを溶解させる程の高圧を得ることが出来ず、従
って高分子量ポリマーの紡糸は事実上困難であった。

この様にポリマー劣化防止の意味がらも、又高分子量ポ
リマーを用いる意味がらも高圧プロセスに適した紡糸方
法が強く要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

この様な問題点に鑑みて、本発明者らは鋭意検討の結果
本発明に到達した。

即ち本発明は、フラッシュ紡糸法によって、熱可塑性ポ
リマーからなる網状繊維を製造する方法において、加熱
されたスクリュー押出機を用いて、溶融しつつポリマー
を連続的にポリマー溶解域へ供給し、溶解域の入口を連
続的に供給される溶融ポリマーで封鎖しつつ、溶融ポリ
マーに溶剤を添加し、加圧下で両者を混合・溶解してポ
リマー溶液を製造し、溶解域の出口に設けられたノズル
がらポリマー溶液を低圧域に連続的に吐出することを特
徴とするフラッシュ紡糸法による網状繊維の連続的な製
造方法である。

好しくけ、ポリマー溶解域において、混合・溶解が少く
とも押出機のスクリューに付設された機械的混合の領域
を用いて行われるようにした網状繊維の連続的な製造方
法である。

又好しくは、ポリマー溶解域において、ポリマーと溶剤
との混合・溶解を多段階に行う様にした網状繊維の連続
的な製造方法である。

又好しくは、ポリマー溶解域において、溶剤の添加、ポ
リマーと溶剤との混合・溶解を多段階にて行うようにし
た網状繊維の連続的な製造方法である。

又好しくは、溶剤の添加、ポリマーと溶剤との混合・溶
解を多段階に行う際に、ポリマー溶解域において、溶剤
の添加の都度、ポリマーと混合・溶解し、順次ポリマー
濃度を低下させるようにした網状ｙｉ維の連続的な製造
方法である。

更に好しくは、スクリュー押出機を用いて溶融したポリ
マーを連続的に供給し、供給された溶融ポリマーにてポ
リマー溶解域が封鎖され、加圧下にてポリマーと溶剤と
を混合・溶解する際に、ポリマー溶解域に於いて、ポリ
マーに対する溶剤の多段階添加の少くとも第１段階が、
スクリュー押出機で連続的に溶融供給されるポリマーに
対して、該押出機のスクリューに付設せられた機械的混
合の領域で混合・溶解が行われる様にした網状繊維の連
続的な製造方法である。

その上、更に好しくは、ポリマー溶解域に於ける、ポリ
マーに対する溶剤の多段階添加の少くとも第１段階が、
スクリュー押出機で連続的に供給される溶融ポリマーに
対して、当該押出機のスクリューに付設せられた機械的
混合の領域で混合・溶解が行われる際に、第２段階以降
の溶剤添加が静的混合素子を用いて行われるようにした
網状繊維の連続的な製造方法である。

本発明の最も大いなる特徴はスクリュー押出機を使用す
ることにより、高温・高圧の均一なポリマー溶液を容易
に且つ安定して得られるようにしたことである。この結
果として、高圧時の溶液の漏洩を解決し、容易に高圧に
出来、スクリュー押出機で溶融供給出来るポリマーなら
、たとえ高分子量であろうとも容易に溶解し得るように
なる。

又、押出機に付設した機械的混合の領域を援用すること
により、強制撹拌下にてポリマーと溶剤とを大いなる剪
断力により速やかに高圧混合・溶解し得るようにした。

このため、極めて短時間にて溶解が起こり、ポリマーの
劣化を著しく防止すると云う効果も発揮できる。

フラッシュ紡糸に於いて高分子量ポリマー、特に劣化し
易い高分子量ポリマーが、本発明によって始めて使用可
能となる。

本発明に用いられている用語について簡単に説明する。

１ポリマー溶解域」とは、ポリマーが溶融している状態
にあり、且つ溶剤が無い状態から所定量の溶剤を含む状
態にあり、溶剤とポリマーが溶解し始める状態から溶剤
とポリマーが溶解し終った状態まで含んでおり、そして
混合し合っている状態にある区域を意味する。

「封鎖１とは間隙に溶融したポリマーが充満し溶剤が全
く含まれておらず、且つ溶剤が全く侵入出来ない状態を
意味する。

「混合・溶解」とは、ポリマーと溶剤とが混合しており
、且つ両者が溶解しつつある状態を示す。

「機械的混合」とは、液体を強制的に撹拌する要素があ
り、そしてその要素が外部からの駆動源によって駆動さ
れて生ずる混合を意味する。

「ポリマー溶液」とは純成分としてのポリマー及び溶剤
を含まず熱力学的に均一な一相の液体であることを意味
する。

本発明の内容について更に説明を行う。本発明において
、ポリマーとしては熱可塑性ポリマーが使用され、その
連続的供給手段としては、繊維・フィルム・その他各種
の押出成形品の製造において通常使用されるスクリュー
押出機を用いることが出来る。

即ち、スクリュー押出機は、駆動モーター・減速機・ポ
リマー供給用ホッパー及びポリマーを加熱溶融させるバ
レル部からなる。このバレルにはヒーターが装着され加
熱出来る構造となっている。

バレル内にはスクリューが内設され、このスクリューは
スラストベアリング・減速機を通して駆動モーターに連
結している。

このスクリューは供給部、圧縮部、計量部の主たる三区
域に分割することが出来、ポリマーは供給部で予熱され
ながら出口の方へ推進する。圧縮部にて圧縮されながら
溶融し計量部に到達する。

本発明にて用いる押出機には、ポリマーが完全に溶融す
る計量部に、溶剤注入口が設けられ、こ−に逆止弁が装
置されている。この弁を介して溶剤供給の為の高圧計量
ポンプに連結している。スクリュー供給部から来る溶融
ポリマーにて充された計量部に溶剤が圧入され、この計
量部のスクリューによりポリマーと溶剤とは混合・溶解
される。

溶剤注入部のスクリューは、溶剤の添加を容易にするた
めスクリューの溝深さを前後の溝深さより若干深くした
方が好適である。こうすることによりスクリューの供給
例よりもバレル内部の圧力が低くなり、スクリューの供
給部への溶剤の逆流・噴出が防止出来る。この混合・溶
解部の圧力は押出機の出口側のノズル寸法を変更するこ
とにより自由に変えることが出来る。これによって、ポ
リマーの種類及び分子量に好適な圧力を得ることが出来
る。又この部分でのポリマーの滞留時間もスクリューの
長さを制御することにより自由に変えることが出来る。

即ち、この押出機の混合・溶解領域での状態を溶解させ
るポリマー／溶剤系に最適なものにする為に、圧力・温
度・混合剪断力・滞留時間を自由に設定出来、結果とし
て均一なポリマー溶液を容易に、且つ安定して得ること
が出来る。

フラッシュ紡糸系の溶剤／ポリマーは高圧にして始めて
溶解する。従ってポリマー溶液の調整には必らず高圧容
器を特徴とする特に３５０℃までに達する温度条件下の
高圧容器を必要とする。更に撹拌付き高圧容器を必要と
する。

この時、可動軸の軸封と云う困難な課題に逢着する。フ
ラッシュ紡糸系にて高分子量、例えば高密度ポリエチレ
ンでは、メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）にて４以下（
重量平均分子量１０３以上）、ポリプロピレンではメル
トフローレート（ＭＦＲ）にて２０以下（重量平均分子
量１５３以上）、を用いようとすると、必然的に高圧に
する必要がある。

高圧としなければ、用いる分子量を制限されるばかりで
なく、比較的低い分子量でも溶解に長時間を要しポリマ
ーの劣化を生ずる。

本発明者等は溶融ポリマーにょる液封と云う手法を開発
し、この問題を解決した。より具体的には押出機バレル
とスクリューとからなる空間にポリマーを充満させて溶
剤ガスの噴出を防止する。

この場合大事なことは、この空間に溶融ポリマーが充満
しながら、スクリュー前方に向って流れていることであ
り、従って圧力勾配が生じていることである。

この間の事情を更に詳しく説明すると、次の様になる。

米国Ｚｅｈｅ＋−Ｔａｄｍｏｒ及び１ｍ　Ｒｉｃｈ　Ｋ
ｌｅｉｎ著の“Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒ１ｎｃｉ
ｐｌｅｓ　ｏｒ　ＰｌａｓｔｉｃａｔｉｎｇＥｘｔｒｕ
ｄｏｒ”（Ｖａｎ　　Ｎａｒｓｔｒａｎｄ　　Ｒｅ１ｎ
ｈｏ！ｄ　　Ｃｏｍｐａｎｙ　　発行）のｐ７９〜ｐ１
０７及びｐ３５９〜ｐ４００にし詳しく記載されている
様に、操作条件により必ず押出機内に圧力の極大部が生
ずる。より詳しくは、スクリューを供給部、圧縮部、計
量化部に区分した場合、ポリマーの溶融時点以降の計量
化部の始まり地点の前後に圧力の極大部が生ずる。この
極大部以降徐々に圧力は下がる。特に、計量化部のスク
リュー溝深さを、圧縮部の最小溝深さに相当する圧縮終
了点より深くすると大抵圧力が下がり、必らずと云って
よい程、圧縮部終了点近傍に圧力最大部が生ずる。この
圧力を利用して溶剤のシールを行う。

従って、用いるスクリューの寸法形態に工夫が必要であ
る。即ち、溶融を完全にするために、供給部の長さはあ
る程度長くする。大抵の場合、押出機の口径とスクリュ
ーネジのピッチが一致しているので、この例で以下にス
クリューの寸法の好しい具体例を述べる。供給部の長さ
は７ピッチ以上、好しくは９ピッチ以上かである。

又、スクリューの圧縮比は、圧力形成に重要であり、ポ
リマーの供給形態がペレットの場合は、圧縮比が３．０
以上、＄ｅ東の場合は、４．０以上がよい。

圧縮部の長さは通常５ピツチあれば充分であるが、７ピ
ッチ以上ある方が好しい。又圧縮部の終了点については
、計量化部の開始点近傍に、いゎゆる混合区域（ミキシ
ングゾーン）を設けてもよい。

この部分は短かく、且つ高剪断を与えた方がよい。

計量化部の形態は、この部分に溶剤供給口を設けるので
長い方がよい。即ち７ピツチ以上、好しくは８ピッチ以
上である。溶剤供給口の設置は計量化部が始まってから
３ないし４ピツチ目に設ける方がよい。勿論これ以上の
長さがあってもよい。

更に溶剤の投入を容易にするために、溶剤投入口のある
部分のスクリュー口径を小さくする。即ち清潔さを深く
した方がよい。この部分の長さはスクリュー径の減少も
しくは増大も含めて少なくも２ピッチ以上が望ましい。

更に計量化部の溝深さとしては、押出機口径が３５ｍｍ
φなら１ｍｍから３ｍｍ程度、６５ｍｍφなら２ｍｍか
ら４ｍｍ程度、９０１φなら２．５ｍｍから４ｍｍ程度
、１２０　ｍｍφなら３ｆｆｉｍから５ＬＬｌｌＩｌ程
度、１５０　ｍｍφなら３ｍｍから６ｍｍ程度等が好し
い。

更にスクリューの外径と押出機バレル径の間に生ずる間
隙に関しては通常０．１〜０．８ｍｎ＋が採用され、口
径が小さい程、間隙を狭くした方がよい。

又、操作条件は上記寸法を持つスクリュー・にて、温度
、スクリュー回転数、吐出量によって定まる。

即ち、押出操作を開始し、所定温度にて試行錯誤法によ
って溶剤がホッパー口から噴出しないスクリュー回転数
、吐出量の条件を求める。

吐出温度の例として、ポリエチレンなら２００℃から２
８０℃、ポリプロピレンなら２３０〜３００℃が選択さ
れる。この時、押出機内の圧力最大点の圧力は少くも１
００ｋｇ／ａｍ２・Ｇが好しい。これ以下でも運転出来
ないこともないが、吐出量の変動等により圧力が変動し
、溶剤が噴出する場合がある。

この方法はフラッシュ紡糸からの網状繊維を得るための
ものであり、この工程を経た後、（１）直ちに紡出装置
に供給する、 ＜２）次の混合装置に導入した後、紡出装置に供給する
、 （３）新たな溶剤と共に次の混合装置で混合して、紡出
装置に供給する、 等の工程が選択される。

（１）の工程は、混合に要する滞留時間を考慮して本発
明の混合部のホールドアツプ体積を大きくする必要があ
るが、最も簡単なプロセスとなり、好適なものである。

本発明において、ポリマーと溶剤の高温・高圧溶液は紡
出装置でフラッシュ吐出され、網状繊維が得られる。こ
のフラッシュ吐出方法は、従来公知の技術を用いてよく
減圧オリフィス、減圧室、及び紡糸ノズルより成る紡口
アセンブリーの使用によるフラッシュ吐出が好ましい。

そして、これらの装置の形状や構造は任意に選択できる
。

本発明に用いるポリマー／溶剤系は常温・常圧では溶解
せず、高温・高圧にて始めて溶解する。

従って、−ｉ的特徴としては相互に溶解しにくい系に属
し、たとえ高温・高圧にしても簡単には溶けない。この
ため、押出機のスクリューに付設してｔＪｌｆｊｔｆｆ
ｉ的混合の領域を設けることが好しい。即ち。

ポリマーと溶剤の接触面積を拡大することにより、溶解
面積を広くして、速やかに溶解させる。このための一つ
の方法は、押出機と同一軸上に特別な機械的混合部を設
けることである。「特別な」と云う用語は、押出機スク
リューの供給部、圧縮部及び計量部のネジ構造とは異な
った、混合・撹拌効果の向上を狙った構造体を意味する
。例えば、ダルメージと称される構造体などがこれに当
る。

本発明では、押出機の駆動系は一つで、押出機のスクリ
ューは、溶融供給部と溶剤との特別な機械的混合部とを
有しており、その中間部分のバレルに溶剤注入部を有し
ている。この押出機は通常の溶融成形に用いられている
供給、圧縮、計量各部よりなる通常のスクリューの先端
に、混合機能を有する形状に構成された構造体を継ぎ足
し、又は溶剤注入口のついた特別な機械的混合部を有す
るバレルを継ぎ足してもよいし、本発明に使用するため
に独自に設計されたものであってもよい。

この好しい発明においては、押出機スクリューの回転に
よって、溶融ポリマーが供給され、別途定量ポンプ等で
供給される溶剤とが特別な構造体により機械的に混合さ
れる操作が引続いて進行する。この押出機と構造体とは
駆動系が一つであり、その摺動部は通常の押出機と同一
構造でよく、低粘度である溶剤は、溶融ポリマーで遮ぎ
られた形でこの摺動部には到達しない。

溶融ポリマーと溶剤との混合に用いる混合機能を有する
構造体のタイプは、各種の構造や形状のものがあり、こ
れらは本発明に用いることができる。

即ち、ダルメージ構造のもの、切欠きのある多条ネジ′
ｖＩ造のもの、せき止め構造のもの、多列ビン構造のも
の等であり、又これらを組合わせたものでもよい、更に
バレル側にせき止め、溝、ビンを設けて前記構造体と組
合わせてもよい。更には、回転体とバレルを多角形にし
ニーダ−効果を狙ったものでもよい。これらは、用いる
ポリマーの種類、溶融粘度や溶剤の種類・混合割合等に
よって選択される。

この好しい発明により、高分子量ポリマーでも容易に、
短時間に且つ劣化させることなく溶剤に溶解させること
が出来、より好しい網状繊維が安定して連続的に得られ
る。

更により好しい発明として、多段階で混合すること、そ
の上野しい方法として多段階にて溶剤を添加し、混合・
溶解させる方法がある。

最も好適な発明として、第１段階はスクリューに付設し
た機械的混合の領域に溶剤の１部を添加し、混合・溶解
させた後、第二段階以降の混合・溶解手段として静的混
合素子を用い、その静的混合素子毎に残りの溶剤を順次
添加せしめて混合・溶解せしめる方法がある。

先述した従来公知の技術においては、所定濃度の溶液と
する為に、必要量のポリマーと溶剤を一挙に合わせて混
合・溶解している。所がこの方法では、混合・溶解なか
んずく溶解にかなりの長時間を要し、なかなか均一なポ
リマー溶液とならない。

本発明者らは、この問題点に就いて種々考慮した所、フ
ラッシュ紡糸に用いるポリマー／溶剤系はポリマー濃度
が高い程溶解し易いことを発見し、更に高圧にすれば益
々溶解し易いことを見い出した。この結果、本発明の押
出機溶解法の更に好しい方法を発明するに至った。

即ち、例として高密度ポリエチレン／フロン−１１（＋
−リクロロフルオロメタン）系を用いて説明すれば、第
１図のグラフに示す相図ごとく、ポリマー濃度が１２ｗ
ｔ％より１５ｗｔ％の方がより溶解し易いことが分る。

更にポリマー濃度を増加して行けばより溶解し易いこと
が見い出された。このグラフから高分子溶液論に云うＬ
ＣＳＴ型の相図を持つことが示され、本発明者らの研究
の結果と、挙動が一致する（高分子学会編、高分子実験
学、第１１巻゛高分子溶液”ｐ１８９二、２０４参照、
共立出版発行）。

従って、溶融ポリマーに多段階にて順次溶剤を添加して
、多段階に溶解させて順次ポリマー濃度を下げてゆけば
、本発明の効果は益々発揮される。

本発明では多段階でポンプ等を用いて溶剤を添加するが
、それぞれの溶剤添加後、ポリマーと溶剤の混合操作を
加えることが好ましい。そして、この混合操作は、いか
なる技術が用いられてもよく、撹拌翼やミキシングスク
リューによる機械撹拌、静的混合素子等を用いた混合が
採用されてよい。又、これらを組み合わせることによっ
て極めて好ましいプロセスとすることも可能である。

本発明でいう溶剤の多段階添加とは２段階以上に分割さ
れた添加を意味し、最初にポリマーと溶剤とが合流した
ところが１段目であり、２段以上であれば制限はされな
い。

この第二段階以降の溶剤添加のための手段としては、特
に制限されるものではないが、静的混合素子を用いるこ
とが好ましい。即ち、充分な混合能力を有し、摺動部を
持たない装置としてこれらが推奨される。この静的混合
素子のタイプに特　　、に制限はなく、従来公知のもの
でも、又はこれらの改良型でもよい。公知のタイプの例
としては、ケエックス社のスタティックミキサー、スル
ザー社のスルザーミキサー、東し社のハイミキサー等が
ある。

本発明においては、ポリマーは混合の初期に予め一部の
溶剤と混合されており、その粘性が小さくなっており、
更に加えられる溶剤との親和力も大きくなっているので
、静的混合素子における圧損は小さく、均一溶液が容易
に得られる。従って、静的混合素子の形状や段数に対す
る自由度は大きく、適宜に選択できる。

本発明に用いられるポリマーは熱可塑性のものに限らず
、繊維形成性能のあるポリマーであればよい。

例えば高密度ポリエチレン、アイソタフティクポリプロ
ピレン等のポリオレフィン、或いはそれらの共重合体や
混合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート等のポリエステル、或いは共重合成分を５
０モル％以下含有すする共重合ポリエステル、そしてナ
イロン６、ナイロン６６等のポリアミド、或いはその共
重合体や混合物が使用される。更に、ポリアクリロニト
リルおよびそれらの共重合体であってもよい。そしてこ
れらは、各種の目的で添加される安定剤、滑剤、結晶核
剤、発ミ記核剤や顔料等の添加物を通常使用される範囲
内で含んでいてもよい。

又、本発明では、用いるポリマーに応じて、任意の溶剤
が採用される。即ち、フラッシュ紡糸から網状繊維を得
るための公知のポリマー／溶剤の組み合わせが可能であ
り、溶剤としては、塩化メチレン、トリクロロフルオロ
メタン、トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化
炭化水素、エタノール、メタノール、ヘキサフルオロイ
ソプロパツール等のアルコール更には水等が用いられる
。

そしてこれらは混合物であってもよい。

本発明の目的はフラッシュ紡糸からの網状繊維を得るこ
とにあり、本発明におけるポリマーと溶剤の量比は、こ
の目的の範囲内で任意に選択することができる。この観
点から、網状繊維を得るための紡出溶液のポリマー濃度
は好ましくは５〜２０ｗｔ％である。

従って本発明に示される溶剤を多段階で添加する方法で
は、連続して供給されるポリマーに対して、最終的な紡
出溶液のポリマー濃度となるために必要な溶剤量を分割
して注入する。実買的に多段階で添加するため、各段で
全溶剤量のうち１〜９９％の範囲の溶剤量が添加されて
よい。第一段目で１〜９０％の溶剤が添加されることが
好ましく、５〜８０％がさらに好ましい。そして、必要
な残りの溶剤が後段で添加されるが、これらを更に分割
して添加することも任意であり、分割法は任意に選択さ
れてよい。

本発明において、ポリマーと溶剤の高温・高圧溶液はフ
ラッシュ吐出され、網状繊維が得られる。

このフラッシュ吐出は、従来公知の技術を用いてよく、
減圧オリフィス、減圧室、及び紡糸ノズルより成る紡口
アセンブリーの使用によるフラッシュ吐出が好ましい。

そして、これらの装置の形状や構造は任意に選択できる
。

次に、実施例を挙げて詳しく説明する。

例えば、高密度ポリエチレンとトリクロロフルオロメタ
ンとの系のフラッシュ紡糸について云えば、用いるポリ
マーの分子量は、その尺度であるメルトインデックス（
Ｍ、、１．）にて表現すると、１０（重量平均分子量約
７３）以下好しくは１（重量平均分子量、約１５３）以
下、更に好しくは０．８（重量平均分子量約１６３）以
下にて、０．０５（重量平均分子量約４０３）まで用い
ることが出来る。

特に好しい範囲としてメルトインデックス１．０から０
．１が推奨できる。特に好しい範囲としてメルトインデ
ックスにて０．８から０．３がよい。

このポリマーは押出機にて２００℃から３００℃の範囲
で溶融される。メルトインデックスは小さくなるに従っ
て押出機の加熱温度は高く設定する必要がある。用いる
スクリュー形状は通常用いられリマーでは、供給部の長
さを大きくする必要がある。又、更に溶融を容易に、且
つ速やかに行うために圧縮部の終りと計量化部の始まり
の所に特別に剪断を加え、溶融を完了させるスクリュー
ミキシングゾーンがあってもよい。

完全に溶融が終るとポリマー溶解域に入る。ポリマー溶
解域には溶剤注入口があり、こ−から溶剤が注入される
。溶剤の注入圧力はポリマー溶解域の圧力に応じて定ま
る。このポリマー溶解域の圧力は均一ポリマー溶液の作
成に重要である。従って、ポリマーの分子量に応じて定
まる。この分子量に対応してポリマー溶解域の圧力は定
まり、これに対応して溶剤注入圧力が定まる。従って、
最高耐圧を高くシく例えば５００ｋｇ／ｃｍ２・Ｇ程度
）、圧力に無量ｆ系に一定容積を送り出すポンプを用い
るとよい。この例としてプランジャーポンプがある。

又注入する溶剤は加熱してもよいし、加熱しなくてもよ
いが、少し加熱した方が混合・溶解を安定して行えるの
で好ましい。例えば、溶剤の種類にもよるが、トリクロ
ロフルオロカーボンなら５０°Ｃから２００°Ｃの温度
範囲である。

溶剤の注入口にはポリマーの逆流を防止する逆止弁を取
りつけるとよい。この逆止弁は通常用いられる構造のも
のでよいが、ポリマーが詰った時に掃除し易い構造のも
のが好しい。更にこの弁を加熱するとよい。

次にポリマー溶解域の圧力であるが、この領域は溶融し
たポリマーで完全に充満された地点、即ち溶剤入口の少
し前、スクリューのネジのピッチ数で云えば２〜３ピツ
チ前から始まり、減圧室オリフィスに至るまでの領域で
ある。

この圧力はポリマーが高密度ポリエチレンの場合には次
のようになる。即ち、メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）
５．０のポリマーであるなら１５０ｋｇ／　Ｃｍ２・Ｇ
から３５０ｋｇ／　Ｃｍ２・Ｇ程度、１，２のポリマー
なら１６０〜３６０ｋｇＺｃ粕２・Ｇ程度、０．８のポ
リマーなら１７０〜４００ｋｇ／　Ｃｍ２・Ｇ、０，３
であれば２００〜４５０ｋｇ／　Ｃｍ２・Ｇ、０．３を
越えて０．０３位までならば２５（１−５００ｋｇ／　
Ｃｍ２・Ｇの加圧によって混合・溶解は充分に行われる
。

−ｍに高密度ポリエチレンに限らずポリマーの分子量が
高くなれば、ポリマー溶解域の圧力を高くする必要があ
る。従ってスクリュー押出機をはじめ、特殊な機械的混
合部、静的混合器等各装置の耐圧は充分高くしておく必
要がある。一般に耐圧強度は２００〜７５０ｋｇ／ａｍ
２・Ｇあることが好しい。

従って、各フランジ部及び圧力・温度等の検出端のシー
ルには充分に留意する必要がある。フランジ部のシール
としては金属中空Ｏリング形が使い易い６又検出端のシ
ールは金属接触形が便利である。

又、スクリュー軸方向のシールは溶融したポリマーにて
流体シールが行われる。従って、少くとも、スクリュー
のネジのピッチ数にて、１ピツチ前の位置における圧力
は溶剤注入部の圧力より高くなければならない。このた
めに、溶剤注入部の空間体績は、押出機ホッパー側の部
分の空間体積より大きくするとよい。即ち、溝深さで云
えば深くすることである。この処置により溶剤注入口の
直前はポリマー溶解域の圧力よりも高くなる。この圧力
勾配によって溶剤は完全にシールされ、ホッパー側に逆
流、もしくは噴出することがないにの部分の圧力を常に
最大に保つ好ましい方法としてポリマー溶解域のいずれ
かの地点にギヤーポンプを設置するとよい。最も好しい
設置点として特殊機械混合部の後がよい。このことによ
り、ポリマー融体による流体シールはより完全なものと
なる。

溶剤注入部にてポリマーと溶剤は合流し、引続いて特殊
な機械混合部に流入する。この部分は、好しい形態とし
て、スクリュー軸と同一軸を形成している。従って、回
転数はスクリュー回転数と同一となる。然し、この機械
混合部は大抵の場合ポンプ能力はなく、混合撹拌機能が
主となる。

従って、ポンプ能力はスクリュー押出機及び溶剤ポンプ
に負担される。スクリュー押出機のポンプ能力はスクリ
ューの計量化部にある。従って、この部分の長さはポリ
マー溶解域の圧力が高くなるに従って、長く取る必要が
ある。

機械的混合部の温度は、スフもリュー押出機の温度より
も低く設定してよい。特にフラッシュ紡糸するポリマー
／溶剤系は前述した様に高分子溶液論で云うＬＣＳＴ型
溶液なので、低温・高圧型の溶解挙動を示すので、必要
以上にこの部分の温度金高める必要はない。ポリマー劣
化防止の意味からも適正な温度が好しい。高密度ポリエ
チレンの例では、１７０〜２２０℃であり、より好しく
は１８０〜２００°Ｃである。

７この特殊機械混合部の長さ、形態は前述した様に種々
あるが、混合能力の点からは長くした方がよい。又形態
はタルメージ゛型、もしくはニーダ−型、バリヤー型が
よいが、この形態を採用し、特にその長さを長くすると
負荷が大きくなり、機械的発熱が大きくなる傾向がある
。この発熱を抑止するために、ビン型混合構造に、その
一部を変えてもよい。

一般に、吐出量が大きくなる程、そしてポリマーの分子
量が高くなる程、この部分の長さは大きくすることが好
ましい６ 又、多段に溶剤を添加する場合は、この特殊機械混合部
への溶剤添加が第１段目となる。この場合、溶剤添加量
の配分を考慮する必要がある。

一般にポリマーの分子量が大きくなる程、第１段目の溶
剤添加量を増加した方がよい。特に大きな障害が生じな
ければ、各添加個所で使用される溶剤ポンプ形式を同一
とするために、等分配方式の溶剤添加がよい。

高密度ポリエチレン／フロン−１１の系では、第１段目
の添加量を全添加量の１０〜７０％にするとよい。

特殊な機械的混合部の次にギヤーポンプを設けてもよい
。このギヤーポンプの形態については、通常押出成形に
用いられているものでよい。特に注意を要するのはギヤ
ーポンプの軸シールである。

この部分での混合ポリマー溶液の粘度は３０〜５００セ
ンチボイス程度であって、一般の流体に比較して粘度は
高い。従って、通常のグランドシールでも使用可能であ
る。

更に好適なシール方法としては、初期に溶液を少し漏洩
させるとよい、なぜならば、漏洩により軸の間隙にポリ
マーが析出・充填され、このポリマーが潤滑剤の働きを
するからである。

更にギヤーポンプの設置により、以降の領域の圧力を、
更に高めることが可能となり、溶解の程度を自由に制御
出来る。特に特殊な機械的混合部の圧力をギヤーポンプ
の回転数により、自在に制御出来る。従って、この部分
の圧力を高めて、より高圧での溶解を実施でき、溶解を
速めることが出来る。これらの圧力の設定は、ポリマー
・溶剤の種類、量に依って変化するので試行錯誤法にて
最適値を設定すればよい。

引続いて二段目の静的混合部に至る。この二段目の静的
混合部の前に溶剤注入口を設けても設けなくてもよいが
、注入口を設けた方がより好ましい。

この溶剤注入口の構造については、前段からの混合ポリ
マー溶液と新たに添加された溶剤とが、配管の全断面に
互って均一に分布するように設計することが肝要である
。

なぜならば、静的混合体は風流混合となるので、混合す
る液体の粘度比が著しく異なる場合、溶剤を集中添加す
ると混合が不充分となり、溶解が不完全となり、好まし
くない結果を与える。このため全断面に均一に分布する
ようにする。

例えば、多孔板を用いて、前段からの混合ポリマー溶液
をあたかもパそう麺″の如くに溶剤中に吐出させるか又
は多数の溶剤噴出口を配管断面内に設ける等の工夫をす
ることが好ましい。

静的混合素子は少くとも４０段は必要であり、このため
静的混合素子１個当りの圧損は小さくても、全体として
はかなりの圧損となる。従って、各単位毎にまとめて支
持し、全段数を集債し出口側にて一括して支持する形式
を避ける。この様な対策を取らないと最終段の所で座屈
が生ずる場合がある。

この静的混合素子も含めて配管系の温度は、前段より低
めてもよい、この部分においてポリマー溶液の温度が定
まるので、特に障害が発生しない場合は低めた方が好し
い。高密度ポリエチレンの例では１６０〜２００℃、好
しくは１７０〜１８０℃である。

更に留意すべきは、最終混合部を出た所のポリマー溶液
の圧力である。この部分の圧力は直接減圧室の圧力に影
響を及ぼし、直ちに紡糸伏皿を左右する。

この最終段混合部を出た所での圧力が著しく変動してい
るのは、まだポリマーが完全に溶剤に溶解していないこ
とを示す。従って、もし圧力変動中が大きい場合は、更
に混合段数を増すか、溶剤添加段数を増す必要がある。

一般に、混合最終段直後、減圧室直後の圧力変動中は５
ｋｇ／ａｍ２・Ｇ以下が好ましく、更に好しくは３ｋｇ
／ｃｍ２・Ｇ以下である。

この混合最終段、減圧室直前にフィルターを設けてもよ
い。このフィルターの形式には多種あるが、ｒ過面績が
大きく圧損の少ないものがよい。

一般には、プリーツ型もしくはディスク型の面濾過方式
のものを用いるとよい。

更に混合領域も含めて配管系は可能な限り滞留部が生じ
ない構造とする。滞留を生ずる死角があると劣化ポリマ
ーが生じ、この劣化物が剥落してオリフィスの孔に詰ま
る。これは非常に好しくない結果を生じる。

更に、押出機系も含めて、フランジ部、検出端部に狭い
間隙が生じないようにする９この部分にポリマー溶液が
入ると応力腐食を発生し、クラックが生じ、そこからポ
リマー溶液が噴出する場合がある。この腐食を防止する
ためには、耐食性の高い材賞を用ればよい。

引続いてフラッシュ紡糸部に至る。この部分は減圧室オ
リフィス・減圧室及び紡口オリフィスからなる。この部
の形状・寸法等については従来公知の技術に同じである
。但し、オリフィス寸法については、ポリマー溶解域の
圧力、減圧室の圧力を考慮して決定する。

更に最終的に紡糸状態を決定するのは、減圧室圧力及び
温度である。この部分の圧力及び温度に関して云えば、
高密度ポリエチレンの場合、４０ｋｇ／ｃｍ２−Ｇ　〜
１５０ｋｇ／ｃｍ”Ｇ及び１５０〜１９０℃である。

この温度・圧力の最適値は運転条件によって変化し、特
にポリマー分子Ｉの影響を強く受ける。基本的には、な
んらかの意味で、相分離の欠点が生ずることであり、従
って、運転条件と相分離状態を考慮して減圧室の条件を
決定する。このためにポリマー／溶剤系の相図を測定す
ることは必須の要件である。

今までの説明は、主として高密度ポリエチレンを例とし
て説明したが、ポリプロピレンについても同じ事が云え
る。即ち、ポリプロピレンについては、前者に比してポ
リマーの融点が異なる。更にポリマー溶解域の圧力が異
なる。更にポリマーがより劣化し易い。これらの点をポ
リプロピレンに適したものに設定すれば、高密度ポリエ
チレンと同じ様にフラッシュ紡糸可能である。

ポリプロピレンにおいて用いられる分子量は、ＪＩＳ−
に７２１０に準拠して温度２３０℃、荷重２．１６０ｇ
にて測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）にて表現す
れば、２０（重量平均分子量、約１５３）から０．３（
重量平均分子量、約５０３）である。より好しくは、メ
ルトフローレートにて５（重量平均分子量、約２４３）
から０．５（重量平均分子量、約４５３）である。

ポリプロピレン／トリクロロフルオロメタン（フロンＦ
−１１）を例に云えば、ポリマー濃度は５〜２０重厘％
より好しくは８〜１５重量％である。又加熱・溶融温度
は押出機部で２５０〜３００°Ｃ１特殊機械混合部にて
１９０〜２３０℃、静的混合部にて１８０〜２２０℃、
減圧室にて１９０〜２２０℃であり、ポリマー溶解域の
圧力は１５０−３００ｋＨ／　０ｍ２・Ｇ　、減圧室の
圧力は５（１−１５０ｋＨ／　０ｍ２・Ｇである。

更に一般の可塑性ポリマーについても融点等そのポリマ
ー固有の特性を考慮しさえすれば、前述の方法にて同様
にフラッシュ紡糸出来る。

又更に、各ポリマー／溶剤系に添加剤が加わった場合、
圧力・温度は変化する。これらは相図を測定することに
より、その特性が分るので、それを考慮すれば、前述の
方法にて同様にフラッシュ紡糸出来る。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施Ｒ様の例につ
いて説明する。

第２図から第７図まで本発明の実施態様の例として図示
した。

第２図は本発明の典形的な工程のフローチャートを示し
、第３図はこれに使用されるスクリュー押出機の内部を
例示したものである。即ち、第２図においては押出機１
１、バレル１０及び溶剤ポンプ１３、紡糸装置１４が設
けられている。押出機１１にてポリマーは溶融され、バ
レル１０内の溶融ポリマーにて封鎖されたポリマー溶解
域に送られる。別置の溶剤ポンプ１３より溶剤がポリマ
ーの逆止弁を通して前記ポリマー溶解域に送り込まれる
。バレル内の回転するスクリューにより溶剤とポリマー
は混合・溶解され均一なポリマー溶液となって紡出装置
に送液される。この紡出装置は減圧オリフィヤス、減圧
室及び紡口オリフィス、加熱装置からなり、ニーにおい
て紡口オリフィスを通してポリマー溶液は低圧域に紡出
され、連続した網状繊維となる。

もう少し詳しく押出機バレル内を見ると、第３図に示す
様にバレル内にスクリュー１があり、このスクリューは
供給部６、圧縮部ら、計量化部４゜３．２からなってい
る。この計量化部を更に細かく見ると、計量化部４は圧
縮部５から来た溶融ポリマーにて充満されており、溶剤
はホッパーロアへ逆流することは出来ない。又計量化部
３は前部２及び後部４よりも講深さが大きくそのために
計量化部に圧力の極小部を形成している。このなめに、
溶剤流入口８よりの溶剤は容易に押出機バレル内に注入
される。計量化前部４から来た溶融ポリマーと流入口８
から来た溶剤は計量化後部２にてスクリューが回転して
いることにより混合・溶解され、ポリマー溶液となって
１０から流出する。

計量化部２，３．４はポリマー流量、溶剤流量により適
宜最適化される。

第４図、第５図は押出機の好しい実施例である。

第４図は、本発明の実施に用いる押出機、及びそのスク
リューと共軸の特別な混合構造体（混合ミキサー）の構
造を示す。

本装置は、ポリマーの投入口２４がらポリマーは併給さ
れ、駆動系２６の回転によってスクリュー２１で溶融さ
れ、前方（図で右方）に押出される。

一方バレル２３に設置された溶剤注入口２５より溶剤が
添加され、混合構造体（グルメージ形）２２によって両
者は混合され、混合物の出口２７に到達する。

第５図は、第４図とは異なる形状の混合構造体くダルメ
ージ形及びピン形）２２′及び２２″を有する場合の構
造図である。

本発明においては、出口２７から出てくる混合物をその
まま紡出装置に導いたり、成るいは、この後溶剤３更に
添加して混合操作を加えてがら紡出装置に導き、網状繊
維を得る。

押出機スクリューの径は、製造する網状繊維の生産量に
応じて選定され、これと同一軸の構造体径は、押出機の
スクリュー径と同一であっても異なっていてもよい。又
、構造体の長さはそれぞれの場合において、必要混合程
度や、滞留時間を加味したホールドアツプ体積から適宜
任意に決定される。

第６図及び第７図は本発明の更に好しい実施懸様を示す
概略のフローシートであり、符号１１は押出機１０はバ
レル、１２はこれと同一軸上にある特殊混合部、１３は
溶剤ポンプ、１４は紡出装置、１５は静的混合素子から
なる混合部を示す。

第６図は多段混合の例であり、即ちポリマーは符号１２
の特殊混合部にて混合・溶解したのち、更に静的混合部
、１５にて混合・溶解される。

第７図は多段に溶剤を添加し、その都合混合・溶解させ
るプロセスを示す。即ち、第１段混合部１２に第１段溶
剤ポンプ１３より溶剤を添加混合・溶解し、更に第２段
混合部１５にて第２段ポンプ１３より溶剤を添加混合・
溶解し所定のポリマー濃度のポリマー溶液を得るもので
ある。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明する。また
実施例中のフィラメント強度は、把握具５ｃｍ、引張り
速度１０ｃｍ／分の条件で、４回７ｃｍのねじりを与え
たフィラメント試料で測定したものである。

実施例１ 第２区に示すフローチャートに従って、第３図に示す押
出機スクリューを用いる方法（ＡＩ法と云う）及び第５
図に示す押出機スクリュー及び特殊混合構造体を用いる
法＜Ａ２法と云う）にてフラッシュ紡糸を行っｆＳ。

第２図に示す押出機はバレル口径３５ｍｍφであり、Ａ
１法に用いられたスクリューは、第３図の符号を用いて
説明すると、符号６の供給部の長さ３１６　ｍｍ（９山
）、講深さ約５ｍｍ、符号５の圧縮部の長さ２４５　ｍ
ｍ（７［Ｉ））、符号４の前部計量化部の長さ１４０　
ｍｍ（４山）、溝深さ１．６ｍｍ、符号３の溶剤添加部
の長さ７０ｍｍ（２山）、溝深さ３ｍｍ、符号２の後部
計量化部（混合・溶解部）の長さ１４０　ｍｍ（４山）
、渭深さ１．６ｍｍの寸法を持つ。この押出機の先端に
スクリーン装πを装着し、配管を介して紡糸装置を取り
付けた。紡糸装置の減圧室オリフィス口径、０．５ｍｍ
φ、減圧室の容績約２ｃｃ、紡口オリフィス口径、０．
５ｍｍφである。

又、押出機への溶剤の供給は、二連プランジャーポンプ
を用いて、注入口８と介して行った。

メルトインデックス（Ｍｌ）が５．０（重量平均分子量
約９３）の高密度ポリエチレン（旭化成社製サンチック
Ｊ−２４０）とフロン−１１（トリクロロフルオロメタ
ン、ＣＣＮ、Ｆ）のポリマー濃度１１重量％のポリマー
溶液を用いて紡糸した。即ち押出機のバレル温度を２３
０’Ｃとして、スクリュー回転数を５０ｒｐｍにて、ポ
リマー流量７７ｇ／分、溶剤流量６２３ｇ／分にて運転
した。なお、押出機先端以降の配管及び紡糸装置の加熱
温度は１７５℃とし、且つ溶剤の加熱温度は１００℃で
あった。又この時の紡糸直前の液温は１７５℃、最も重
要な減圧室の圧力は約４０　ｋｇ／　ｃｍ２・Ｇであっ
た。紡糸状態は極めて安定しており、減圧室の圧力変動
中は４〜５ｋｇ／ｃｍ”・Ｇであった。得られた網状繊
維の強度は３．５ｇ／ｄであった。

又、押出機先端の圧力は約２００ｋｇ／　ｃｍ２・Ｇで
あったが、どこからも溶剤漏洩は生じなかった。尚、フ
ランジ部のシールは中空金属Ｏリングを用いたが、全く
溶液の漏洩は生じなかった。

吐出量を更に上昇させて、ポリマー流ｆｆ１１１０ｇ／
分、溶剤流量８９０ｇ／分まで持って行くと、減圧室の
圧力変動中は極めて大きくなり、その値も１０ｋｇ／ｃ
ｍ２・Ｇを越え、事実上安定紡糸は困難となった。

次にＡ２法の紡糸を行った。用いた特別な１！１械的混
合部の形状は第５図にモデル的に示す。各部分の寸法を
示すと、スクリュー寸法は位置部長さ／深さ＝３１５　
ｍｍ／　５　ｍｍ、圧縮部長さ／深さ一３１５ｍｍ１５
→１６ｍｍ、計量部長さ／深さ＝２４５　ｍｍ７１．６
ｍｍである。ダルメージ部の形状は多状ネジ措遺にて、
長さは２１０　ｍｎ＋、口径は約５０＋ｎｍφ、用いた
ネジは１６条にて、半円形状の溝を持ち、講深さ３．６
ｍｍ（最大）、ねじれ角右３５°である。更に、ビン混
合部の形状は円筒ビンの多列配列の構造体であり、長さ
２８５　ｍｍ、口径は約５０ｆｆ＋ｍφにて、ビン配置
は８条１７列である。このビン混合部はスクリューと同
軸上の軸にビンを植えると同様に、バレル側にも同一形
状のビンが同じ８条１７列で植えられており、スクリュ
ーが回転すると固定ビンの間をスクリューと同一軸上の
可動ビンが動きポリマーと溶剤を混合する。バレルと可
動ピン軸との間隙は７ｍｍである。

Ａｌ法と全く同様な方法・条件にてフラッシュ紡糸した
。総吐出量を１０００ｇ　／分即ちポリマー流旦１１０
ｇ／分、溶剤流量８９０ｇ／分、にしても極めて安定し
て紡糸し、３．６ｇ／ｄの網状繊維を得た。この時の減
圧室の圧力は５５ｋｇ／ｃｍ２・Ｇにて、圧力の変動中
も４〜５ｋｇ／ｃｍ２・Ｇであった。

又押出機先端の圧力は約２５０ｋｇ／ｃｍ２・Ｇにて、
どこからも溶剤漏洩は生じなかった。

実施例２ 第６図に示す方法（Ｂ法）にてフラッシュ紡糸を行った
。即ち、実施例１に記載したＡ２法のスクリュー押出機
の次に配管を介して、第６図の符号１５に相当する静的
混合素子からなる混合装置を設置した。用いた静的混合
素子は、スルザー社製ミキサーＳＭＸ型（呼び径１５ｍ
ｍφ）で、形信は金属細片が井桁状に溶接されそれらが
９０°ずつ角度をずらせて連結されている。このものを
５０段用いた。

紡糸方法としては、メルトインデックスが１．２（重量
平均分子量約１４３）の高密度ポリエチレン（旭化成社
製サンチックＢ−１６１＞とフロン−１１からなるポリ
マー溶液を用いた。又スクリュー押出機の温度は２３０
℃、Ａ２法の特殊混合部の温度は２００℃、配管及び静
的混合部の温度は１７５℃とし、ポリマー濃度は１１重
量％とじた。ポリマー流量７７ｇ／分、溶剤流量６２３
ｇ／分、総吐出量７００ｇ／分の条件で紡糸し、紡糸直
前の液温は１７５℃、減圧室の圧力は７０ｋｇ／ｃｍ２
・Ｇであった。紡糸状態は極めて安定しており、減圧室
の圧力変動中も２〜３ｋｇ／ｃｍ２・Ｇであった。得ら
れた網状繊維の強度は３．８ｇ／ｄであった。

実施例３ 第７図に示す方法（Ｃ法）にてフラッシュ紡糸を行った
。即ち、実施例２に記載した方法にて、押出機部先端と
静的混合部１５の間に溶剤注入口を設け、二連プランジ
ャーポンプに連結した６従って、押出機にて溶融したポ
リマーはポリマー溶解域に至る。この領域にプランジャ
ーポンプより溶剤が添加され特殊混合部１２にてポリマ
ーと溶剤は混合し、ポリマーが溶解する。更にこの混合
溶液は押出機先端より静的混合域に至る。この間途中で
更に溶剤が添加される。このポリマー／溶剤の混合溶液
は静的混合体に至り、混合・溶解に完全に均一なポリマ
ー溶液となって紡口から吐出される。

メルトインデックスが０．８（重量平均分子量約１６３
）の高密度ポリエチレン（旭化成社製サンチック５−ｔ
ａｏ＞とフロン−１１からなるポリマー濃度１１重量％
のポリマー溶液を用いて紡糸を行った。

押出機の温度２７０℃、特殊混合部の温度Ｚｏｏ　’Ｃ
１静的混合部の温度１７５°Ｃ５紡糸部の温度１７５℃
とした。又減圧室ノズル０．５ｍｍφ、減圧室ノズル２
ｃｃ、紡口ノズル０．５ｍｍφとした。特殊混合部の圧
力を２５０ｋｇ／　ｃｍ２・Ｇ、静的混合部の圧力２０
０ｋｇ／ｃｒａ２・Ｇとして混合溶解させた。紡糸直前
の液温は１７５°Ｃ１減圧室の圧力は８０　ｋＢ／　ｃ
ｍ２・Ｇにて極めて安定して紡糸出来た。減圧室の圧力
変動中は２〜３　ｋｇ／　ｃｍ”　・Ｇにて、繊維形態
良好な強度４．５ｇ／ｄの網状繊維を得た。

この時のポリマー流量は７７ｇ／分にて、溶剤流量は６
２３ｇ／分であり、溶剤の添加法として第１段面の特殊
混合部直前での添加量は７７ｇ／分とし、第２段目の静
的混合部面前には残りの溶剤流量５４６ｇ／分を添加し
た。従って、第一段目にて５Ｃ）ａｔ％のポリマー濃度
となり、第２段目にて１１ｗｔ％となる。

実施例４ 実施例１から実施例３までに記載したＡ１　。

Ａ２　、Ｂ、Ｃ法を用いて、それぞれ異なったメルトイ
ンデックスを持つ高密度ポリエチレンとトリクロロフル
オロメタン（フロンＦ−１１）とを用いてフラッシュ紡
糸を行った。

ポリマーの溶解状態は紡糸直前の圧力変動、特に減圧室
の圧力変動と対応している。即ち、ポリマーの溶解が不
完全なほど減圧室の圧力変動は大きくなり、遂には紡糸
不能となった。又紡糸可能であっても、圧力変動中が大
きいと未溶解のポリマーが吐出されることになり、繊維
はさ１くれ立ち、強度も低く使用出来なかった。

この溶解状態を表わす圧力変動中を用いて各法を比較し
、表１に示した。ポリマーはすべて高密度ポリエチレン
（旭化成社製）であった。溶剤はフロン−１１を用いた
。又ポリマー濃度は１１重量％で、総吐出量は１０００
ｇ　／分であった。

紡糸条件及び装置は実施例１〜実施例３のものを用いた
。

表１から明らかな様に、Ａ１法からＡ２法、更にＢ法、
Ｃ法へと行くに従って、より好ましい紡糸方法であるこ
とが明確に示されている。

尚、本実施例での試作ポリマー（旭化成社製、Ｍ　Ｉ−
０，３１、重量平均分子量約２１３）を用いて、Ｃ法に
て紡糸した例の条件等を説明すると次の様になる。

即ち、押出機スクリュ一部の温度３００℃、同軸で連結
する特殊混合部の温度２００℃、配管及び静的混合部の
温度は１７０℃であった。ポリマー溶解域の圧力として
は、特殊混合部において２５０ｋｇ／ｃｍ２・Ｇ、静的
混合部において２００ｋｇ／　ｃｍ２・Ｇとなり、この
圧力を二区分して制御するために、特殊混合部の先に１
回転当りの押出し容積が３５ｃｃのギヤーポンプを設置
した。この部分は２００℃に加熱した。又減圧室の圧力
は１１０ｋｇ／ｃｍ２・Ｇ、減圧室の液温は１９０℃で
あった。得られた網状繊維の強度は６．５ｇ／ｄであっ
た。

更にいずれの紡糸例に於いても、フランジ部等から漏洩
は全く生じなかった。又ギヤーポンプの回転軸からは少
量のポリマーを潤滑のため僅かずつ積極的に漏洩させた
。

以下余白 実施例５、比較例１ 実施例２に示す装置にて、劣化し易いポリプロピレンの
紡糸を行った。即ち、ポリプロピレンに１０１４　（チ
ッソポリプロ社製、メルトフローレートＭＦＲ＝３．５
、重量平均分子量＝約２８３）及びＫＩＯＩＩ（チッソ
ポリプロ社製、ＭＦＲ＝０．７、重量平均分子量＝約４
０３）を用いポリマー濃度９重量％のトリクロロフルオ
ロメタン溶液にて紡糸した。

この時の溶液温度は２０５℃であり、且つスクリュー回
転数は９５ｒｐｍであった。これにより形態良好な網状
繊維を得た。

又、比較例として容積５５０　ｃｃにて撹拌器のついた
オートクレーブを用いて同じポリプロピレンのポリマー
溶液を用いて紡糸した。減圧室オリフィルス及び減圧室
、更に紡口オリフィスともに前記押出機法によるものと
同一のものを用いて紡糸した。この時の撹拌器の回転数
は３００ｒｐｍで、溶解までに６０分を要した。更に液
温は２１０℃であった。

これに対して前記押出機では７〜８分であった。

オートクレーブ紡糸法にても網状繊維が得られた。

この押出機法とオートクレーブ法の繊維の分子量をＭＦ
Ｒにて測定した結果、以下の値を得た。

本発明が、オートクレーブ法に比してポリマーの劣化か
ら著しく少ないことが分る。

実施例６ 第７図に示されるプロセスで、高密度ポリエチレンから
成る網状繊維を得た。

メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）が０．３５　（重量平
均分子量、約２１３）の高密度ポリエチレン（旭化成工
業社製サンチックＨＤ：Ｂ８７１）のチップを押出機で
連続して溶融押出を行い、一方、溶剤としてトリクロロ
フルオロメタンを定量ポンプで加えて、押出機と共軸の
特殊混合部にて混合した。この時用いた押出機及び混合
部の構造は第５図に示される如きものであり、スクリュ
一部、ダルメージ部、及びビン部を有するスクリューで
、それぞれの長さは、７００　＋＋＋＋＋＋、２１０■
、２５０　＋ｎｍであり、そして対応するバレル内径は
、３５ｍｍφ、５０ｆｆｌＩｌｌφ、５０ｍｍφであっ
た。そして、ダルメージ部の前のバレルに溶剤注入口が
付けられていた。

スクリュー回転数４６ｒｐｍにおけるポリマー供給量は
７４ｇ／分であり、ミキサ一部に注入される溶剤型は２
４０ｇ／分であった。

この混合物を、さらに添加される溶剤３６０ｇ／分と共
に静的混合部に導入し、所定のポリマー濃度の溶液とし
た。この時、静的混合素子として、スルザー社製ミキサ
ーＳＭＸ型（呼び径１５ｍｍ）を５０段としたものを用
いた。

この液を紡出させるに際し、０．５ｍｍφ（Ｌ／Ｄ＝１
０）の減圧オリフィス、約２ｃｃの減圧室、０．５１φ
（Ｌ／Ｄ＝１）の紡糸ノズルからなる紡口アセンブリー
を用いた。吐出状態は極めて安定しており、得られた網
状繊維の引張り強度は、５．９ｇ／ｄであった。

実施例７ 実施例６と同様の操作をポリプロピレンについて実施し
た例を示す。

メルトフローレイト（ＭＦＲ）が０．７（重量平均分子
量、約４０３）のポリプロピレン（チッソ社製ＫＩＯＩ
Ｉ）を用い、溶剤としてトリクロロフルオロメタンを用
いた。

この場合、押出機及び特殊混合部の構造は第４図に示さ
れる如きものを用いた。即ち、スクリュ一部と特殊混合
部（ダルメージ）部を有し、それぞれの長さは７００１
．３００　ｍｍで、バレル内径はいずれも３５ｍｍφで
ある。そして、この実施例では静的混合素子として東し
社製ハイミキサー（呼び径２５ｍｍ）を４０段としたも
のを用いた。

実施例６と同様の操作で、ポリマー９０ｇ／分と溶剤３
００ｇ／分を押出機と共軸のミキサーで混合くスクリュ
ー回転数５６ｒｐｍ）Ｌ、さらに溶剤６００ｇ／分を添
加して、静的ミキサーで混合した。そして実施例６で用
いたと同じ紡出装置から紡出して網状繊維を得た、吐出
状態は極めて安定しており、フィブリル化の形態が揃っ
ている強度３．８ｇ／ｄの連続網状繊維であった。

なお、この実施例における各部分の濃度と圧力条件を以
下に示す。

実施例８〜１１ 実施例７の運転条件で、総溶剤量を一定にし、添加する
割合を種々変化させて紡出しな結果を以下の表に示す。

以下余白 実施例１２ 第６図に示されるプロセスで、ポリマー／溶剤系は実施
例７と同一とした。

この場合押出機及び特殊混合部の構造は第５図に示され
る如きものを用いた。即ち、スクリュー部、ダルメージ
部、ビン部を有し、それぞれの長さは７００１．２１０
彌ｍ、２５０ｍｍでありそして対応するバレル内径を３
５ｍｍφ、５０ｍｍφ、５０ｍｍφとし、ビン部のバレ
ルにもピンを打ち込んだものを用いた。

静的混合素子として、スルザー社製ミキサー３ＭＸ型（
呼び径１５ｍｍ）を５０段、さらに東し社製ハイミキサ
ー（呼び径２５ｍｍ）を２０段加え、紡出装置は実施例
２と同一のものを用いた。

この場合、ポリマー９０ｇ／分で押出機スクリューと同
一軸のミキサーへの溶剤注入量を９００ｇ／分として運
転したところ減圧室の圧力変動中が１〜２ｋｇ／ｃｄで
吐出状態は安定していた。糸の形態はほぼ揃っており、
強度は３．１ｇ／ｄであった。この時の各部分の温度と
圧条件を下表に示す。

比較例２ 実施例１２の条件下で、本発明の押出しスクリューと同
一軸のミキサーのみを、従来公知の独立駆動のスクリュ
ーミキサーに代えた第８図のプロセスを実施した。

３５１６の押出ｖ１牙用いて溶融ポリマーをスクリュー
ミキサーに導入し、一方溶剤を全量スクリューミキサー
に導入した。このスクリューミキサーは注入口を二ヶ有
する一軸の混線用ミキサーで３５ｍｍφのバレル側に突
起を有しスクリューフライトに切り欠きを有するもので
あった。

実施例８と同じ静的ミキサー、紡出装置を用いたが、こ
の例ではスクリューミキサーのグランド部からの漏れが
発生し、紡糸が不能であった。

〔発明の効果〕

本発明に示された紡糸方法及びプロセスを採用すること
により、極めて安定にフラッシュ紡糸された高強力な網
状繊維の製造が可能になる。

即ち、高分子量ポリマーを用いた紡糸が可能となる他、
高圧での溶液作成が可能になる、装πのコンパクト化、
撹拌シール部からの漏れによる工程トラブルの解消、紡
糸系の圧力の安定化等極めて大きな効果がもたらされる
。

そして、混合効率が増加すること及び高圧での溶解が可
能となるため、滞留時間が短かくてよく、ポリマーの劣
化や溶剤の分解が抑制され、製品の安定化や溶剤回収コ
ストの低減にも効果を及ぼす。

得られた網状繊維は、その優れた強度、白皮、網状構造
及び高い比表面積を利用して不織布にしたり、繊維のま
ま使用することによっても各種の用途に展開可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は高密度ポリエチレン（ＭＩ＝１．２、重量平均
分子量約１４３、旭化成社製サンチックＢ−１６１）と
トリクロロフルオロメタンからなるポリマー溶液の相図
である。 第２図、第６図、第７図は本発明の実施態様を示す概略
のフローシートである。 第３図、第４図、第５図は本発明において使用される押
出機及びスクリュー、特殊混合ｇ４構造（ダルメージ形
、ピン形）の例として示した概略図である。 第８図は、本発明と比較のために従来公知のスクリュー
ミキサーを用いたフローシートである。 １・・・ポリマー溶融・供給用スクリュ一部、２・・・
ミキシング用スクリュ一部、 ２′、２″・・・同上、　　３・・・バレル、４・・・
ポリマー投入口、　５・・・溶剤注入口、６・・・スク
リュー軸受及び駆動伝達部、７・・・混合物流出口。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）フラッシュ紡糸法によって、熱可塑性ポリマーか
   らなる網状繊維を製造する方法において、加熱されたス
   クリュー押出機を用いて、溶融しつつポリマーを連続的
   にポリマー溶解域へ供給し、溶解域の入口を連続的に供
   給される溶融ポリマーで封鎖しつつ、溶融ポリマーに溶
   剤を添加し、加圧下で両者を混合・溶解してポリマー溶
   液を製造し、溶解域の出口に設けられたノズルからポリ
   マー溶液を低圧域に連続的に吐出することを特徴とする
   フラッシュ紡糸法による網状繊維の連続的な製造方法。
2. （２）ポリマー溶解域に於いて、混合・溶解が少くとも
   押出機のスクリューに付設された機械的混合の領域を用
   いて行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の網状繊維の連続的な製造方法。
3. （３）ポリマー溶解域に於いて、ポリマーと溶剤との混
   合・溶解を多段階に行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の網状繊維の連続的な製造方法
   。
4. （４）ポリマー溶解域に於いて、溶剤の添加、ポリマー
   と溶剤との混合・溶解を多段階に行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の網状繊維の連続
   的な製造方法。
5. （５）ポリマー溶解域に於いて、溶剤の添加の都度、ポ
   リマーと混合・溶解し、順次ポリマー濃度を低下させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の網状繊維
   の連続的な製造方法。
6. （６）ポリマー溶解域に於いて、ポリマーに対する溶剤
   の多段階添加の少くとも第１段階が、スクリュー押出機
   で連続的に溶融供給されるポリマーに対して、該押出機
   のスクリューに付設せられた機械的混合の領域で混合・
   溶解が行われることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   、第４項又は第５項記載の網状繊維の連続的な製造方法
   。
7. （７）ポリマー溶解域に於いて、第２段階以降の溶剤添
   加が静的混合素子を用いて行われることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の網状繊維の連続的な製造方法
   。